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Simulazione 3D e Virtual manufacturing: efficienza, sicurezza, business continuity anche per le PMI

Realizzato in collaborazione con Dassault Systemes, il webinar dedicato alle nuove prospettive aperte dalla simulazione tramite un paritetico modello virtuale, Digital Twin e dal virtual manufacturing, restituisce una lettura innovativa delle necessità di sperimentazione, remotizzazione, collaborazione nelle aziende di produzione e nuovi obiettivi anche in termini di sostenibilità ambientale ed economica

18 Mag 2020

Mauro Bellini

Direttore Responsabile

La situazione di emergenza Coronavirusil lockdown imposto alle aziende, in particolare a quelle che appartengono al mondo del manifatturiero, impone di accelerare processi di innovazione digitale che permettano di aumentare efficienza e competitività garantendo nello stesso tempo la sicurezza di tutti gli operatori. Un tema questo che appare particolarmente urgente per la fase di emergenza Covid-19, ma che è fondamentale anche per la “Nuova Normalità” che va costruita nella prospettiva post emergenza, ovvero nella cosiddetta Fase 2. 

La parola chiave è simulazione

Simulare anche da remoto un prodotto, un processo, una linea di produzione, o addirittura uno stabilimento funzionante rappresenta un importante vantaggio competitivo per un’impresa che può accelerare lo sviluppo di progetti, può disporre di nuovi strumenti per la R&D, può testare riducendo tempi e costi nuovi prodotti o nuovi modelli organizzativi. Ma è oggi più che mai anche un elemento di fondamentale importanza per attuare nuove forme di Risk management industriale, per mitigare in generale potenziali fattori di rischio, per analizzare comportamenti e situazioni operative che possono comportare delle minacce, per valutare preventivamente se e come affrontare determinate situazioni e in definitiva per assicurare livelli di sicurezza sul lavoro più affidabili e più elevati. 

La simulazione alla portata di tutte le imprese grazie anche al Cloud

Spesso i temi dell’efficienza, del time-to-market nello sviluppo, della sperimentazione, del testing e della messa in produzione di nuovi prodotti erano appannaggio di imprese di una certa dimensione. Ma lo scenario, grazie anche al Cloud, è cambiato e in un momento come questo in cui si affrontano tematiche di sviluppo industriale in grado di condurre a un New Normal l’analisi dettagliata dei rischi, la conoscenza delle possibili minacce unitamente alla capacità di cogliere con la massima precisione tutte le opportunità di sviluppo della simulazione appare sempre più alla portata anche del mondo delle PMI.

Dalla simulazione una risposta anche ai temi della sostenibilità ambientale ed economica

Questo tipo di tecnologie, la simulazione e il modello paritetico virtuale digital twin, consentono di dare risposte concrete e innovative anche a tematiche di sostenibilità ambientale ed economica. Le aziende possono quindi rispondere alla domanda che arriva dai consumatori di una maggiore attenzione alla gestione delle risorse, alla riduzione degli sprechi, alla sostenibilità, unitamente, e lo ripetiamo ancora una volta, a tematiche di sicurezza direttamente correlate alla sostenibilità sempre più presenti nelle richieste di acquisto dei consumatori e a cui le aziende sono chiamate a prestare sempre più attenzione. 

Questi temi sono stati affrontati nel corso di un webinar organizzato da Industry4Business in collaborazione con Dassault Systemes che ha visto i contributi di

  • Massimo Zanardini, Analista di IQ Consulting, spin-off dell’Università degli Studi di Brescia 
  • Adriano Garella, Senior Client Executive Dassault Systemes DELMIA 
  • Fabio Meneghetti, Euromed Cloud Advocacy & Consultant Dassault Systemes 

Potete seguire la registrazione del webinar in versione ondemand direttamente QUI

I temi della simulazione nell’evoluzione della trasformazione digitale da industria a filiera

Massimo Zanardini, analista di IQ Consulting Spin off dell’Università degli Studi di Brescia

IQ Consultingspin-off dell’Università degli Studi di Brescia, è una realtà che si occupa di innovazione digitale nel mondo delle imprese e che realizza ricerche e studi sui principali fenomeni di innovazione digitale del manifatturiero. Massimo Zanardini permette di collocare queste prospettive di innovazione in uno scenario di evoluzione della trasformazione digitale da industria a filiera.

“Questo momento di lockdown e di sospensione o rallentamento forzato delle attività operative – osserva Zanardini – non deve corrispondere necessariamente ad un rallentamento dei processi decisionali e di valutazione di innovazione che le imprese devono portare avanti. È importante perseguire il processo di innovazione per capire come utilizzare queste nuove tecnologie digitali che rientrano nel cappello molto ampio della virtual manufacturing, della simulazione e in generale del digital twin“.

Lo scenario fondamentale da considerare attiene al fatto che il percorso di digitalizzazione delle imprese manifatturiere sta vivendo oggi il passaggio dalla digitalizzazione delle imprese alla digitalizzazione delle filiere. Lo scenario oggi è a tutti gli effetti quello delle filiere connesse.

Simulazione: come gestire il passaggio dagli “atomi ai bit”? 

Zanardini ripercorre i passaggi che hanno portato alla Quarta Rivoluzione Industriale sottolineando come con la definizione di Terza rivoluzione industriale ci si è concentrati su tecnologie prettamente operative che andavano a modificare in modo molto sostanziale l’operatività dei reparti delle aziende di trasformazione. Quelle innovazioni tecnologiche si affiancavano a quelle tradizionali e garantivano un primo passaggio dal mondo fisico al mondo digitale, per certi aspetti una sorta di prima conversione degli atomi ai bit. Un percorso che mostrava una rappresentazione digitale delle risorse produttive che procedevano verso una sempre maggiore interconnessione e integrazione. Zanardini ricorda che circa cinque, sei anni fa questo passaggio ha rappresentato nel nostro paese il segno concreto del macroconcetto di rinnovamento digitale delle imprese. 

L’evoluzione dei piani incentivanti emessi dal Governo 

Si arriva solo in un secondo momento al concetto di filiera interconnessa e integrata. La differenza rispetto alla visione precedente è che si allarga il perimetro sostanziale delle tecnologie in gioco non più legate solo alla trasformazione dei reparti delle aziende manifatturiere, ma si aggiunge la capacità di intervenire in modo allargato su tutti i processi aziendali, anche su quelli commerciali, quelli di natura progettuale e sullo sviluppo di prodotto. In questa nuova capacità di azione si inseriscono innovazioni tecnologiche fondamentali come appunto la simulazione 3D, l’Augmented Reality, il machine learning, gli strumenti di data analytics a supporto delle decisioni che permettono di portare l’innovazione a livello di processi aziendali. Ma non ci si ferma al perimetro aziendale e si parla di filiera perché non è più solo l’azienda manifatturiera che detiene le redini di queste tecnologie, bensì tutti i nodi della supply chain, della catena del valore possono adottarle appoggiandosi anche a paradigmi come il Cloud, come elemento abilitante in ottica di riduzione dei costi, di una maggiore accessibilità di queste tecnologie.

Come si stanno muovendo le aziende

Zanardini porta all’attenzione del webinar una ricerca realizzata dal Laboratorio RISE dell’Università di Brescia dove si osserva l’approccio delle aziende verso l’uso di queste tecnologie digitali. Un 6% di aziende sono già pienamente in moto verso questa trasformazione digitale, ne conoscono e ne utilizzano tante. Ci sono poi aziende che conoscono alcune tecnologie ma ne implementano meno. O, al contrario, ci sono aziende che ne conoscono meno, ma ne implementano di più (che nella ricerca sono definite come “praticoni”). Una quota importante di imprese sono “ferme”, conoscono poche tecnologie e non hanno approfondito i paradigmi, né le utilizzano per una serie di ostacoli che hanno incontrato. 

Sempre in riferimento alla ricerca del Laboratorio RISE, Zanardini porta l’attenzione sulle tecnologie analizzate che sono in linea con quelle supportate dai Piani Industria e Trasformazione digitale del Governo e legate al mondo dell’IIoT, dell’Augmented Reality, dell’Intelligenza Artificiale, dei Big Data ecc.

“Queste tecnologie – sottolinea Zanardini – compongono il paradigma del Virtual Manufacturing, della Simulazione e del Digital twin. Si tratta di tecnologie che partono dalla possibilità di remotizzare prodotti, processi e stabilimenti grazie a motori di AI, AR, ML ed elaborare simulazioni e valutazioni previsionali su come questi possono funzionare, permettendo di velocizzare ricerca e sviluppo e sperimentazioni. Su queste tecnologie c’è un uso differente rispetto all’IoT e ai Big Data. L’insieme di queste tecnologie, compone il Virtual Manufacturing e mette le aziende nella condizione di sviluppare il digital twin, la trasformazione dal mondo fisico al mondo digitale ovvero, come già anticipato, dagli atomi ai bit, sia che si tratta di un oggetto a tutti gli effetti fisico sia che si tratti di un processo o di asset aziendale. Il digital twin è la copia digitale che modella le caratteristiche, le prestazioni, i parametri di un oggetto reale in modo virtuale. Un processo di virtualizzazione che abilita benefici significativi che spaziano in diversi campi di azione”.

La simulazione come acceleratore di sperimentazione, test e time to market

L’obiettivo delle aziende con l’uso di queste tecnologie è di poter sperimentare, fare previsioni e simulazioni per verificare preventivamente come le scelte effettuate possano impattare sulle prestazioni di un oggetto o processo. Le aziende anticipano una serie di decisioni e gestiscono in modo preventivo rischi e investimenti da sostenere per la realizzazione di un prototipo o di un test. Se queste scelte possono essere fatte in modo virtuale all’interno di un ambiente controllato, gli impatti delle scelte eventualmente errate o non allineate con gli obiettivi sono limitati e controllabili e gestibili a priori. In questo modo le aziende possono decidere di mettere effettivamente in campo solo quelle azioni di cui conoscono e hanno verificato l’esito positivo. Queste tecnologie possono incidere trasversalmente su una serie di ambiti di applicazione: come progettazione, produzione, marketing, vendita, post-vendita, formazione. 

Efficienza come primo obiettivo della simulazione

Rimanendo ai risultati della ricerca, Zanardi porta la lente sul dato relativo agli obiettivi attesi dai processi di innovazione e si nota che l’efficientamento dei processi rappresenta uno degli obiettivi più importanti. La possibilità di simulare un processo produttivo e di individuarne i parametri ottimali rende queste soluzioni appetibili affinché il processo sia effettivamente realizzato e ottimizzato rispetto a determinati parametri che arrivano dalla simulazione attraverso il modello virtuale. Il secondo obiettivo (a pari merito con il terzo legato alla reattività) è l’aumento della qualità di prodotti e servizi sviluppati perché in progettazione si testano più alternative e materiale senza per forza investire risorse economiche in prototipi, preserie o altre modalità. 

Zanardini sottolinea inoltre che anche il piano nazionale volto a favorire la Transizione digitale delle imprese nell’allegato B, dove sono indicate le risorse immateriali soggette al credito d’imposta del 15% in tre anni, propone una serie di soluzioni che ricadono nell’ambito del Virtual Manufacturing: la progettazione, la simulazione 3D, la realtà virtuale, le soluzioni per la virtual industrialization, sono diverse le prospettive che possono essere favorite dagli incentivi del governo.

Da dove partire? Dai modelli di business

Da dove partire? Alcuni sostengono che debbano essere le tecnologie digitali ad abilitare nuove competenze per poi sviluppare nuovi modelli di business. Zanardini propone un’idea un po’ diversa che parte proprio dalla fine. Che inizia dai nuovi modelli di business. In funzione delle nuove richieste del mercato, le aziende devono adottare le tecnologie necessarie. Dover rispondere a esigenze diverse del mercato fa sì che le aziende ricerchino delle tecnologie che sostengano questa crescita. 

In tutto questo il Cloud inteso come piattaforma abilitante della trasformazione digitale, fornisce scalabilità delle soluzioni in modalità as-a-service ed elevati livelli di affidabilità. Ed è grazie al Cloud, che la rivoluzione digitale può essere percorsa più facilmente anche dalle PMI che caratterizzano il tessuto imprenditoriale italiano. 

La simulazione per aumentare competitività, sicurezza e garantire la business continuity

Con Adriano Garella, Senior Client Executive Dassault Systemes DELMIA vediamo come concretamente il digitale può aiutare le imprese in questo percorso soprattutto in termini di aumento della competitività delle imprese che possono sperimentare di più, ridurre il time to market e incrementare in modo strutturale la sicurezza complessiva nel rispetto della business continuity. Garella porta l’attenzione in particolare su tre grandi temi:

  • L’allargamento del perimetro di innovazione digitale all’interno e all’esterno delle aziende anche in ottica di digital supply chain
  • La sperimentazione e il testing con una gestione precisa delle risorse, con la riduzione dei fattori di rischio e con l’accelerazione del time to market
  • L’accelerazione dei processi di innovazione strutturale delle aziende con un contributo molto concreto alla costruzione della fase 2 e dei temi organizzativi e operations che definiranno il New Normal
Adriano Garella, Senior Client Executive,  Dassault Systemes  DELMIA

L’emergenza Covid-19 ha contribuito a far crescere ulteriormente l’attenzione verso i temi e le prospettive della simulazione. Il mondo del manifatturiero è nella necessità di costruire un New Normal e le nostre tecnologie possono contribuire a superare questo periodo e a costruire la ripresa. In particolare queste soluzioni sono oggi particolarmente indicate perché c’è una grande necessità di velocità, di riduzione dei costi, di attuare nuove forme di collaborazione e di integrazione, di sperimentare modelli organizzativi e di portare avanti tutto questo aumentando sempre e ovunque il fattore sicurezza.   

Il ruolo di Dassault Systemes e di 3DExperience

Dassault Systemes conta sulla piattaforma 3DExperience con una serie di soluzioni e tecnologie specifiche per portare innovazione nei più importanti mercati. In particolare oggi si stratta di affrontare sfide importanti. Nel momento della ripresa e della fase due, così come prima del Covid-19, molte aziende hanno la necessità di inventare nuovi servizi per aumentare la propria competitività. Nello stesso tempo c’è la necessità di costruire e gestire questi progetti in forma di partnership, occorre concentrare al meglio l’impegno sulle eccellenze e allargare il campo d’azione attivando nuove forme di collaborazione. E anche sul tema della collaboration le nostre soluzioni stanno aprendo nuove prospettive. Prospettive che permettono alle aziende di affrontare le sfide legate alla qualità, alle nuove regolamentazioni, alla sperimentazione di nuove tecnologie per costruire prodotti sempre più innovativi, ma nello stesso tempo sono anche sfide per ottenere una riduzione dei costi senza rinunciare alla qualità.

Sfide che si intrecciano con altri fenomeni che a loro volta aumentano i requirements e le esigenze, come ad esempio nella domanda di customization, nella richiesta sempre più diffusa da parte dei clienti e dei consumatori in generale di avere un prodotto costruito sulle più specifiche esigenze. Personalizzazione sì, ma anche sostenibilità, ovvero capacità di dare risposte ai temi delle gestione oculata, precisa delle risorse, per evitare sprechi, per favorire lo sviluppo di un contesto sostenibile. Per tutto questo servono innovazione, tecnologia e formazione delle persone, e si tratta di valori che servono insieme, contemporaneamente. Per questo, come Dassault siamo convinti che è molto importante la vicinanza con il mondo accademico, con le università.

Una visione end-to-end della trasformazione digitale

L’idea e il valore su cui costruire questo percorso di innovazione deve anche prendere in considerazione i temi della  continuità digitale, della possibilità di leggere e seguire in digitale tutti i passaggi, da quando estraggo il minerale fino al trasporto del prodotto finito verso il cliente. In tutto questo, un ruolo ovviamente fondamentale è svolto dalla digitalizzazione della parte manifatturiera di ideazione dei prodotti, di definizione dei processi per la loro produzione, delle logiche organizzative nelle quali devono essere collocati e così della logistica, dell’organizzazione del lavoro delle persone. Se si controlla in digitale tutta la filiera del valore si possono costruire nuove forme di valore e nuovi percorsi di business.

Grazie a 3DExperience si possono indirizzare processi specifici, si possono affrontare tematiche di modellizzazione e di simulazione, si possono indirizzare obiettivi di performance e di ottimizzazione. Non solo, c’è anche il grande tema della collaboration, oggi più che mai importante, che vuol dire avere una piattaforma che capace di permette di collegare e gestire il lavoro con partner e fornitori. 

Uno dei punti chiave è poi rappresentato dal modello di Virtual twin: si utilizzano i modelli virtuali per simulazioni robotiche, per lo sviluppo di layout di produzione o di stabilimento, per risolvere problematiche di safety arricchendo lo scenario operativo con la simulazione del comportamento grazie anche a umanoidi virtuali. La possibilità di simulare e di vedere in anticipo lo sviluppo dei progetti fornisce opportunità di miglioramento notevoli, permette di vedere prevedentivamente tutte le dimensioni di un prodotto o del suo processo di realizzazione, permette di intercettare possibili errori e di attuare forme di miglioramento in modo veloce e a costi enormemente inferiori rispetto ai metodi tradizionali. da quei si arriva poi  anche ai vantaggi legati all’ottimizzazione. 

In tutto questo processo, in logica end-to-end c’è la possibilità di misurare le performance su tutti i passaggi: dall’ideazione, invenzione, progettazione del prodotto, alla sua simulazione, alla capacità di portarlo poi in fabbrica. Qui la piattaforma mette a disposizione il “termometro” dell’execution che misura gli avanzamenti della produzione, il work-in-progress, che apre a nuove forme di ottimizzazione, per un processo di miglioramento continuo di tutta l’azienda.

Il Cloud come fattore abilitante

Fabio Meneghetti,  Euromed Cloud Advocacy & Consultant,  Dassault Systemes

Con Fabio Meneghetti, Euromed Cloud  Advocacy & Consultant si entra nell’ambito del Cloud come fattore abilitante, come acceleratore di processi di innovazione.  Il Cloud è in assoluto una opportunità per tutte le imprese, ma per certi aspetti rappresenta un acceleratore in modo particolare per le PMI, pur essendo utilizzato ampiamente e con grandi vantaggi anche dalle grandi aziende. Il Cloud permette di utilizzare queste soluzioni in modo veloce e accessibile anche nei casi di aziende che non dispongono di un dipartimento IT. 

Meneghetti sottolinea che in questo periodo sta aumentando in modo significativo l’utilizzo del Cloud. Il fatto che molte imprese siano costrette a effettuare smart working, le sta portando a valutare con più attenzione questa prospettiva e le modalità spesse di attuazione di questo modello. Ma le aziende – prosegue Meneghetti – stanno ripensando in modo diverso anche al futuro. Certamente nella fase 2 si cercherà di agevolare il lavoro da remoto e sicuramente le soluzioni Dassault in Cloud rappresentano un incentivo alla creazione di nuove forme di collaborazione. 

Ma occorre riflettere sull’effettivo ruolo del Cloud, Meneghetti sottolinea le logiche di Infrastructure as a service o IaaS (come vendor metto a disposizione l’hardware su cui l’azienda può installare ciò che vuole), di Platform as a service o PaaS (come vendor metto a disposizione hardware e applicativi già installati come software e data base a cui si avrà accesso potendo installare altri applicativi), o ancora come Software as a servic SaaS ed è qui in particolare che si collocano le soluzioni di Dassault Systemes: in un modello che vuole permettere all’azienda cliente di utilizzare gli applicativi messi a disposizione dalla piattaforma come CAD, simulazione del prodotto e del processo, gestione dei processi e dei big data. 

Le opportunità del Software as a Service o SaaS per disporre di soluzioni di simulazione

Quando parliamo di Cloud in Dassault Systemes parliamo di SaaS. In particolare in merito al Virtual Twin grazie all’accesso alle app Cloud si dispone della possibilità di creare il gemello virtuale di un prodotto o di un asset e di raggiungere diversi obiettivi a livello di sviluppo del prodotto stesso, di produzione e di after sale. Partendo dal modello virtuale basato su un CAD che permette di formulare diversi comportamenti, si può migliorare il design accelerando i tempi e riducendo i costi della progettazione. Si può ottimizzare il modello, lo si può produrre, testare, correggere, migliorare e poi passare al modello reale, da mandare in produzione. Con il modello reale si possono analizzare i dati sul campo per poi migliorare, ancora una volta il modello virtuale. Si può entrare in uno scenario di miglioramento continuo in logica di continuità tra mondo fisico e mondo digitale. Si arriva cioè a una simulazione 3D su cui si possono attuare analisi in funzione della fase di sviluppo e di tutto il ciclo di vita del prodotto. 

Simulazione al servizio di un modello Engineering & Configuration to Order Process 

I vantaggi della simulazione non si fermano alla progettazione e alla produzione ma, come già sottolineato, vedono la piattaforma Dassault Systemes muoversi in logica end-to-end comprendendo anche marketing, vendite per arrivare fino alla manutenzione e dare vita in questo modo a modelli di Engineering & Configuration to Order Process. 

Nella fase di design, di ingegnerizzazione del prodotto, si può usare il modello virtuale per sviluppare il prodotto stesso nello stabilimento del cliente finale, per mettere a disposizione non solo la visualizzazione del prodotto, ma per dettagliare cavi elettrici, tubi, strutture etc. Il tutto sia in 2D sia 3D utili e mostrare concretamente al cliente uno scenario dell’ambiente di produzione e le opportunità offerte per la manutenzione. Grazie al Virtual twin dal punto di vista marketing & sale si possono effettuare rappresentazioni dei videorendering e con il modello 3D si può permettere al cliente di entrare in una macchina virtuale per mostrare come si comporta esattamente la macchina nel comparto di produzione. Si può, in concreto inventare, sperimentare e attuare un modo migliore e più efficace per comunicare il valore dei prodotti e dei servizi ai clienti.

Il Virtual twin può essere usato naturalmente anche nella produzione della linea. Partendo dal modello 3D si possono scomporre i processi produttivi e le attività, si possono analizzare i processi e capire qual è il processo migliore e dettagliarlo per trovare punti di miglioramento.

Nuove forme di collaborazione con i clienti

Grazie al Cloud è possibile dare accesso alla piattaforma al cliente finale che può visualizzare il virtual model della sua azienda e scegliere di effettuare interventi o cambiamenti sulla piattaforma. Questo permette di attuare nuove forme di collaborazione con il cliente finale e con il personale interno che ha tutte le informazioni per capire dove andare a operare e come, con la maggiore consapevolezza possibile sulle esigenze del cliente.

In conclusione, quando si parla di soluzioni Cloud, Dassault Systemes si posiziona come provider completo, in grado di coprire tutti i processi e di sviluppare servizi per tutta la supply chain. In particolare, 3DExperience Dassault Systemes permette di disporre di una serie di caratteristiche come

  • Fast delivery: se fino a qualche anno fa questa piattaforma era disponibile solo on premise da oggi tutti possono utilizzare gli applicativi della 3DExperience grazie proprio al Cloud 
  • Easy-to-install & deploy: si può partire con l’applicativo che serve per vedere se apporta un miglioramento di efficienza aziendale 
  • Flessibilitàsi può utilizzare un applicativo solo per un periodo per soddisfare una richiesta specifica 
  • Agilità: non è necessario un IT management: il Cloud permette di far concentrare le aziende che hanno un know how rivolto al miglioramento del prodotto, di appesantire l’IT perché tutte questi servizi sono in carico a Dassautl 
  • Disponibilità: 24 ore su 24 con un supporto pronto a risolvere le problematiche 
  • Sicurezza: spesso si pensa che il Cloud sia poco sicuro, in realtà, ma è proprio il contrario. Il Cloud mette a disposizione servizi di sicurezza che diversamente sarebbe molto complicato tenere aggiornati e all’avanguardia, permette il rispetto di standard internazionali che garantiscono un dato completamente sicuro 

 

 

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Mauro Bellini
Direttore Responsabile

Direttore responsabile delle testate “verticali” di Digital360: Blockchain4Innovation, PagamentiDigitali, Internet4Things, BigData4Innovation e Agrifood.Tech si occupa di innovazione digitale applicata alla realtà delle imprese, delle pubbliche amministrazioni e del sociale.

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