Il paradigma industriale 4.0 non è mai stato concepito come un insieme di tecnologie indipendenti finalizzate a modernizzare aree o processi specifici dell’ecosistema produttivo. Piuttosto, l’idea è sempre stata quella di creare una piattaforma sinergica di soluzioni e di tecnologie digitali, ognuna con uno specifico raggio d’azione e una responsabilità ad hoc, ma anche con capacità di integrazione in un disegno di digitalizzazione più ampio e avvolgente. L’esempio del Product Lifecycle Management (PLM), del Virtual Commissioning e del Gemello Digitale è emblematico di questo approccio.
Il Product Lifecycle Management (PLM) nell’era 4.0
Partiamo dunque con il PLM, che è senza dubbio descrive il concetto più ampio. Il Product Lifecycle Management (PLM), letteralmente processo di gestione del ciclo di vita del prodotto, è una strategia gestionale che punta a sviluppare una visione unitaria, integrata e centralizzata di tutte le fasi del ciclo di vita del prodotto, dall’ideazione fino al ritiro e allo smaltimento. Il tutto, ovviamente, al fine di ottimizzare la produzione e generare prodotti sempre migliori, allineati perfettamente alle esigenze del mercato, assistiti da servizi solidi e capaci di ottimi risultati commerciali.
Il concetto alla base del PLM non può che concretizzarsi attraverso la continua acquisizione, lo scambio e l’analisi di dati operativi e di processo, generati dai sistemi gestionali (es, l’ERP), da quelli esecutivi (MES) e di supervisione dei processi, dall’IoT delle macchine, dall’intera Supply Chain e dal prodotto stesso, con l’obiettivo di fornire una visione olistica del prodotto in tutte le fasi della sua vita, puntando inoltre sull’automazione e sull’impiego di tecnologie avanzate come l’intelligenza artificiale. Di fatto, PLM concretizza un paradigma collaborativo che coinvolge tutte le figure, le divisioni, le professionalità e anche le aziende e gli operatori coinvolti nel ciclo di vita del prodotto (fornitori, distributori, anche i clienti…), facendo sì che ognuno possa accedere ai dati di proprio interesse per la progettazione, la realizzazione e l’ottimizzazione del prodotto nel corso del tempo.
La sinergia tra Virtual Commissioning e gemello digitale
Come si innestano i concetti di Virtual Commissioning e Digital Twin (gemello digitale) con quello di PLM? I punti di contatto sono molti, ma quello più incisivo riguarda la fase di progettazione e di sviluppo del prodotto, che nel tipico lifecycle segue quella di pianificazione e precede la produzione su larga scala.
In particolare, il Virtual Commissioning si sostanzia in una complessa attività di collaudo virtuale, ovvero nel test di funzionamento di un prodotto, di una macchina, di una linea produttiva o di un intero impianto prima della sua implementazione fisica. Il processo in questione permette di testare, di verificare e di ottimizzare il funzionamento del sistema in un ambiente virtuale, riducendo il rischio di errori e di imprevisti durante l'avviamento sul campo. Con il Virtual Commissioning si ha quindi una vera e propria simulazione del funzionamento del prodotto, con tanto di test e validazione degli elementi progettati e delle modalità di utilizzo, ma senza tutti i costi di realizzazione del prototipo fisico.
Il Virtual Commissioning rientra quindi non soltanto nel concetto di digitalizzazione dei processi di fabbrica che, di fatto, costituisce il paradigma 4.0, ma è anche un elemento fondamentale del ciclo di vita del prodotto (PLM), che si integra con tutti gli altri nella visione olistica di cui sopra.
La tecnologia con cui il Virtual Commissioning si traduce in realtà è il gemello digitale, o digital twin. Com’è noto, si tratta di una replica virtuale di un sistema, prodotto o processo, alimentata da dati in tempo reale e creata per simulare e ottimizzare il comportamento dell'entità reale senza bisogno di realizzarla fisicamente. Attraverso l'impiego di algoritmi e di intelligenza artificiale, il gemello digitale consente inoltre di prevedere guasti, ottimizzare le prestazioni e migliorare i cicli di manutenzione. In altri termini, il Digital Twin è un abilitatore del Virtual Commissioning.
La creazione di una visione olistica
Al di là delle potenzialità delle singole tecnologie, soluzioni e approcci, ciò che importa davvero è comprendere come esse interagiscano tra di loro al fine di plasmare il paradigma industriale smart. Com’è evidente, tutto si basa su uno sfruttamento pervasivo delle potenzialità dei dati: senza l’acquisizione e l’analisi continua delle informazioni non potrebbe esistere un gemello digitale, né il processo di Virtual Commissioning abilitato dal Digital Twin stesso; al PLM, dal canto suo, mancherebbe l’ecosistema informativo sul quale basare tutti i processi del ciclo di vita del prodotto, dall’idea all’ottimizzazione continua, fino al ritiro. Ed è su questa base digitale, debitamente modellata su ogni realtà industriale, che le imprese possono potenziare la propria competitività e puntare anche ai pilastri del paradigma 5.0, tra cui la sostenibilità e la human-centricity. Non esiste 5.0, infatti, senza la dotazione tecnologica che ispira il paradigma 4.0.
