Digital Manufacturing

Il Digital manufacturing si riferisce all’uso di un sistema integrato basato su computer che comprende strumenti di simulazione, visualizzazione tridimensionale (3D), analisi e collaborazione, con la finalità di creare simultaneamente le definizioni del prodotto e del processo produttivo. Il digital manufacturing è un’evoluzione di attività legate alla produzione come la progettazione finalizzata alla fabbricabilità (Design for Manufacturability), la produzione integrata di fabbrica (CIM), la produzione flessibile, il lean manufacturing e altre ancora, che richiedono un maggior livello di collaborazione fra la progettazione del prodotto e del processo.

Molti dei vantaggi a lungo termine offerti dalla gestione del ciclo di vita del prodotto (PLM) non possono essere conseguiti senza una strategia complessiva di digital manufacturing. Il digital manufacturing è un elemento chiave per l’integrazione fra il PLM e le diverse attrezzature e applicazioni di fabbrica, in quanto consente lo scambio di informazioni relative al prodotto fra i gruppi di progettazione e produzione. Grazie a questo coordinamento, le aziende manifatturiere possono raggiungere i loro obiettivi di time-to-market e volume, oltre a ottenere un risparmio sui costi derivante dalla riduzione delle modifiche più costose a valle.

I sistemi di digital manufacturing consentono agli ingegneri di produzione di creare la definizione completa di un processo produttivo in un ambiente virtuale, completa di:

  • attrezzature
  • catene di montaggio
  • centri di lavoro
  • layout dell’impianto
  • ergonomia
  • risorse

È possibile effettuare la simulazione dei processi produttivi allo scopo di riutilizzare le conoscenze disponibili e ottimizzare i processi prima che i prodotti vengano fabbricati. Il digital manufacturing offre inoltre un feedback dalle attività di produzione, fornendo informazioni utili che possono essere reimmesse nel processo di progettazione dei prodotti per sfruttare i dati raccolti in fabbrica nella fase di pianificazione.

Fra le attività per lo sviluppo di strumenti di digital manufacturing spicca il miglioramento dell’esperienza dell’utente, in modo che le informazioni vengano presentate nel contesto delle mansioni svolte per mettere ciascuno nelle condizioni di prendere decisioni più efficaci in tempi più rapidi. Sono in fase di definizione soluzioni per la connettività diretta con le apparecchiature di fabbrica, ad esempio controllori a logica programmabile (PLC), controlli di macchine, macchine a controllo numerico e altri dispositivi. Sono state infine sviluppate piattaforme unificate per gestire informazioni sia PLM sia MES (sistemi di esecuzione della produzione).

Esempi di applicativi per il Digital Manufacturing

Il Digital manufacturing viene utilizzato in diversi settori industriali. Una casa automobilistica, ad esempio, può progettare l’intero processo produttivo a livello digitale (attrezzature, lavorazioni, sequenze di assemblaggio e layout della fabbrica) mentre i progettisti sviluppano in parallelo una nuova serie di veicoli. In questo modo gli ingegneri di produzione sono in grado di dare un riscontro immediato ai progettisti in presenza di vincoli per la producibilità della parte. Questo tipo di collaborazione fra ingegneri di produzione e progettisti crea una visione completa della progettazione di prodotti e processi.

Un’azienda high-tech, ad esempio, può utilizzare un sistema di digital manufacturing per creare una simulazione 3D di una linea di produzione completa e analizzare le varianti di produzione per rispondere con precisione alle richieste di offerte/preventivi (RFQ). Questo tipo di trasparenza e precisione nella pianificazione e nella preparazione delle offerte aiuta l’azienda a conquistare la fiducia del cliente e, in ultima analisi, ad acquisire la commessa.

Vantaggi del Digital Manufacturing

Grazie al Digital Manufacturing le aziende manifatturiere possono aumentare la loro produttività nei processi di pianificazione e di esecuzione della produzione..

  • Il Digital Manufacturing consente di associare, visualizzare e sottoporre a modifiche le informazioni relative a prodotti, processi, impianti e risorse, con un approccio coerente e omnicomprensivo alla progettazione della produzione.
  • Il Digital Manufacturing permette di ottimizzare i processi di produzione delle parti all’interno di un ambiente gestito. Si possono produrre istruzioni di lavoro flessibili che contengono informazioni bi- e tridimensionali sulle parti, unitamente alle istruzioni di lavorazione e attrezzaggio.
  • Le funzionalità di simulazione del Digital Manufacturing contribuiscono a ridurre i costi di messa in funzione grazie alla convalida virtuale dei robot e dei programmi di automazione.
  • Con il Digital Manufacturing i modelli delle fabbriche possono essere creati più velocemente con la garanzia che il layout, il flusso dei materiali e la capacità produttiva siano ottimizzati prima di andare in produzione.
  • Il Digital Manufacturing può essere utilizzato a supporto di progetti Six-Sigma e Lean, in quanto mette a disposizione un ambiente grafico per l’analisi delle variazioni dimensionali.
  • I sistemi di Digital Manufacturing agevolano la condivisione di dati di qualità a tutti i livelli dell’organizzazione, generando programmi di ispezione completi e verificabili, basati su CAD, per macchine di misura a coordinate (CMM) e macchine utensili a controllo numerico.
  • Il Digital Manufacturing permette di eseguire i processi di produzione con accesso in tempo reale ai dati del ciclo di vita.

Software di Digital Manufacturing

Riportiamo di seguito alcuni esempi di pacchetti software per il Digital Manufacturing:

Tecnomatix è un pacchetto completo di soluzioni per il Digital Manufacturing che collegano tutte le attività produttive con l’ingegnerizzazione dei prodotti, dalla configurazione e progettazione del processo, alla simulazione e convalida, fino all’esecuzione della produzione. Basato sulla piattaforma PLM aperta di Teamcenter, Tecnomatix offre un pacchetto versatile di soluzioni per l’industria manifatturiera.

NX CAM e CAM Express consentono ai programmatori di controlli numerici di valorizzare i loro investimenti nelle macchine utensili più avanzate, efficienti e produttive. NX CAM offre una gamma completa di funzioni per la lavorazione di superfici ad alta velocità, la fresa-tornitura su centri multifunzione e la lavorazione a 5 assi. CAM Express offre potenti funzioni di programmazione CN a fronte di un costo di gestione (TCO) basso.

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