Gemello digitale e messa in servizio virtuale

Uso standardizzato e universale del gemello digitale nella costruzione di macchine e impianti

Scopra il potenziale del gemello digitale! Nel contesto dell'industria 4.0, questo concetto gioca un ruolo chiave, in quanto è destinato a raggruppare tutti i modelli informativi rilevanti per i componenti di automazione e le catene funzionali, per renderli disponibili sotto forma di rappresentazione digitale. Ciò comprende, ad esempio, i dati tecnici, la documentazione, i modelli di geometria e simulazione, che devono essere disponibili e utilizzabili durante l'intero ciclo di vita: dalla progettazione alla messa in servizio virtuale (VIBN) e alle fasi operative fino al riciclaggio. Si immerga nel mondo del gemello digitale e porti la sua progettazione e produzione ad un livello superiore, con il nostro supporto.

I gemelli digitali sono molto più che semplici modelli 3D. Si tratta di immagini digitali di oggetti fisici reali, con tutte le informazioni sui componenti e sulle interrelazioni del sistema. Questo include la descrizione chiara delle capacità, il ruolo all'interno della macchina, il comportamento, la simulazione della loro cinematica e cinetica e la loro comunicazione. Festo ha dato il via a un importante sviluppo con la realizzazione della shell di gestione (Asset Administration Shell) e la co-fondazione dell'Industrial Digital Twin Association (IDTA) nel 2020. Ciò crea un'infrastruttura digitale che costituisce una base standardizzata per tutti i partecipanti al mercato (utenti, produttori di strumenti, produttori di componenti).

La shell di gestione (Asset Administration Shell)

La shell di gestione è un concetto che implementa praticamente i gemelli digitali e crea interoperabilità tra le soluzioni di diversi fornitori. Consente l'utilizzo di diversi canali di comunicazione e applicazioni e funge da collegamento tra gli oggetti dell'Internet of Things e il mondo in rete, digitale e distribuito.

La shell di gestione è costituita da una serie di sottomodelli in cui sono descritte tutte le informazioni e le funzionalità di un particolare asset. Tali sottomodelli possono contenere elementi, caratteristiche, proprietà, stati, parametri, dati di misura e capacità e forniscono un accesso standardizzato e trasversale ai produttori, in tutte le fasi del ciclo di vita.

Esempi di casi d'uso per l'impiego del gemello digitale

Targhetta di identificazione digitale

Le targhette di identificazione applicate al prodotto, sono limitate nel loro contenuto informativo a causa dello spazio disponibile sul prodotto stesso, o delle sue dimensioni e della grandezza dei caratteri utilizzabili. Il sottomodello "Targhetta di identificazione digitale" rende disponibili in formato digitale tutte le informazioni rilevanti, compresi i certificati e la documentazione.

I vantaggi:

  • Risparmio di tempo e di costi: accesso immediato ai documenti più recenti
  • Nessun costo di stampa e logistica: standard valido e trasversale per tutti i produttori secondo DIN SPEC 91406
  • Sostenibilità: risparmia risorse e rende superflua la documentazione cartacea
  • Disponibilità a livello mondiale: rende disponibili i documenti nella rispettiva lingua nazionale e i certificati locali (CE, CCC, ...)

Dati tecnici strutturati leggibili a macchina

I dati tecnici di componenti e sistemi sono registrati in un sottomodello separato e sono disponibili in forma strutturata e semanticamente univoca. Pertanto, a differenza della documentazione odierna, tali informazioni possono essere registrate ed elaborate automaticamente.

I vantaggi:

  • Un "contenitore" centrale di informazioni racchiude tutti i dati importanti del prodotto.
  • Assenza di una ricerca macchinosa in portali online specifici del produttore o documentazione cartacea.
  • I dati tecnici e le caratteristiche sono descritti in modo semanticamente univoco e sono disponibili per l'elaborazione meccanica.

Messa in servizio virtuale

I modelli comportamentali su misura, per la messa in servizio virtuale, consentono la parallelizzazione delle fasi di sviluppo e quindi la riduzione del time-to-market.

I vantaggi:

  • Riduzione dei tempi di sviluppo e messa in servizio di macchine e impianti.
  • Aumento della qualità dei modelli, grazie alla conoscenza del dominio di Festo.
  • Riduzione dello sforzo di sviluppo e manutenzione delle librerie di modelli.

Dove si trovano le shell di gestione?

Le Asset Administration Shells (AAS) sono già state create in anticipo per circa 20.000 prodotti a catalogo e sono disponibili per il download da un repository cloud centrale. Queste vengono ampliate continuamente per includere nuovi sottomodelli e prodotti aggiuntivi. Le shell di gestione disponibili includono i seguenti contenuti (sottomodelli AAS):

  • Dati tecnici
  • Targhetta di identificazione digitale
  • Informazioni di contatto
  • Documentazione
  • Modelli CAD
  • Modelli ECAD

Le shell di gestione attualmente disponibili si trovano nel nostro Online Shop, nell'area download CAD, alla voce "Gemello digitale". Esempi: Gemello digitale per una mini slitta DGST e gemello digitale per un regolatore di servoazionamento CMMT.. (Login richiesto)

Le informazioni contenute nel sottomodello AAS "Dati tecnici" utilizzano caratteristiche di classe ECLASS standardizzate. Ciò consente l'importazione automatica nel panorama software dei nostri clienti, senza alcuno sforzo manuale. Festo è un membro di lunga data di ECLASS e uno dei principali promotori delle specifiche per i componenti di automazione pneumatici ed elettrici.

Oltre al classico download, offriamo anche un prototipo di accesso al server attraverso il quale i dati dei nostri prodotti possono essere recuperati automaticamente tramite un'interfaccia API AAS standardizzata. Per un accesso esclusivo ai test, ci contatti.

Simulazione e messa in servizio virtuale

Un importante caso d'applicazione di gemello digitale è la messa in servizio virtuale. Nel modello digitale, applicando uno sforzo minore, il progettista della macchina può verificare come si muovono gli attuatori fisici ed elaborare i segnali provenienti dal trasduttore di posizione o dai sensori di posizione terminale. La messa in servizio virtuale consente di mettere in parallelo i processi durante la fase di progettazione di una macchina o di un impianto, di garantire una maggiore qualità nello sviluppo del programma di comando e di ridurre i tempi della messa in servizio reale in officina.

Festo sostiene attivamente lo sviluppo del sottomodello "Simulation Model" per la shell di gestione e si affida al formato standard trasversale per tutti i produttori FMI/FMU (Functional Mockup Interface/Functional Mockup Unit), per mappare il comportamento. Questo standard aperto sta diventando sempre più importante ed viene supportato da noti strumenti di simulazione. I vantaggi sono la semplicità di scambio dei modelli e la loro integrazione tra i vari produttori.