Virtual Commissioning: ottimizzazione dei processi di automazione industriale
Il virtual commissioning è la pratica di utilizzare la tecnologia di simulazione “virtuale” per progettare, installare e testare il software di controllo con un modello di macchina virtuale prima di collegarlo al sistema reale.
Sebbene la messa in servizio sia una parte cruciale del processo, in genere si verifica piuttosto tardi nello sviluppo ed è durante questa fase che si verificano la maggior parte dei ritardi. Infatti, si prevede che fino al 70% dei ritardi siano una conseguenza di errori nel software di controllo
La messa in servizio tradizionale avviene in genere in loco, nel luogo fisico in cui verrà distribuita la soluzione di automazione, dopo che si hanno tutti i strumenti e apparecchiature di prova per la risoluzione manuale dei problemi. Ciò significa che potrebbe essere necessario interrompere alcuni o tutti i processi di produzione esistenti per la durata del progetto di messa in servizio, il che può essere costoso.
Con la messa in servizio virtuale, esegui la maggior parte dell’implementazione da remoto, arrivando sul posto solo alla fine.
Il Virtual Commissioning consente di realizzare un servizio completo e su misura per ogni cliente, con ampio controllo preventivo e numerosi vantaggi progettuali.
Il Virtual Commissioning è una tecnologia che consente di riprodurre il comportamento cinematico e dinamico di un macchinario o impianto automatico industriale, in un ambiente virtuale tramite una simulazione software.
Per farlo occorre riprodurre un gemello digitale della nostra applicazione chiamato Digital Twin. E interfacciarlo poi con il software automazione di comando e controllo, che sarà installato sull’applicazione reale.
Consente di anticipare la fase di collaudo e di messa in servizio dell’applicazione prima ancora che questa venga fisicamente costruita.
Come funziona il virtual commissioning?
L’idea di base è creare una simulazione della soluzione di automazione, ovvero un modello virtuale che mostra come funzionerà la macchina nel processo.
Si utilizza questo modello virtuale per testare diversi scenari, per vedere come ciò influirà sulla soluzione di automazione.
Questo aiuta a ottimizzare la soluzione prima di portarla nell’ambiente fisico. Uno dei più grandi vantaggi del Virtual Commissioning è il risparmio di tempo e di denaro, si è in grado di testare in anticipo un investimento in attrezzattura.
L’obiettivo del virtual commissioning è quello di creare un modello digitale 3D- digital twin, che consenta di testare il comportamento reale dell’applicazione, che è una rappresentazione virtuale interattiva del sistema robotico e dell’ambiente di produzione circostante, per simulare il funzionamento pianificato e programmato del sistema robotico.
Consente agli ingegneri di produzione di eseguire la programmazione offline della robotica e di testare tale programmazione senza interrompere le operazioni di produzione correnti.
Si simula molto più del robot. Attraverso il digital twin, il software di simulazione robotica porta tutti i dispositivi, le attrezzature e le strutture rilevanti nella stessa rappresentazione interattiva 3D.
Il software di simulazione è “agnostico rispetto ai robot”, il che significa che funziona con qualsiasi marca di robot e supporta anche più robot nella stessa area di lavoro.
Grazie al virtual commissioning si creano scenari per verificare che la programmazione offline della robotica abbia creato un processo funzionante ed efficiente.
È possibile verificare la portata e i tempi di ciclo.
Attraverso il virtual commissioning si possono simulare sequenze di moto e segnali I/O attraverso una mappazione con controllo. Una volta realizzato il progetto, si eseguono i test per correggere gli errori di automazione anticipando la corretta messa in produzione e mostrando già il progetto montato.
Applicazione del Virtual Commissioning
Nel ciclo industriale è possibile utilizzare queste tecnologie i vari casi, ad esempio:
- Sviluppo programmi e logiche per la gestione di linee industriali,
- Test di convalida dei programmi di automazione prima della messa in servizio,
- Test delle evoluzioni della linea di produzione senza impatto sulla produzione attuale.
Vantaggi del virtual commissioning
- Tempi ridotti per l’avvio della produzione,
- Riduzione dei costi di messa in servizio, debug e rilavorazione,
- Minori tempi di fermo della produzione,
- Controllare la sicurezza dell’impianto e migliorare le condizioni dei lavoratori,
- Analizzare l’efficienza di un applicativo prima che venga prodotto,
- Evitare colli di bottiglia ed errori di scheduling, abbattendo il costo di produzione e migliorando il sistema nella sua totalità.
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