Quante volte vi è capitato di progettare un assieme CAD impeccabile, solo per poi vedere la sua realizzazione fisica in officina trasformarsi in un ciclo stressante di aggiustamenti, collisioni e ritardi? Se avete mai lavorato nella progettazione meccanica o nell'ingegneria di produzione, conoscete fin troppo bene questa frustrazione. Spesso si verifica un'enorme discrepanza tra l'ambiente digitale immacolato del CAD e la caotica realtà delle linee di assemblaggio, della robotica e della logica di automazione.
Questa specifica sfida è stata recentemente evidenziata in un'interessante intervista sul blog di 3DS con il Prof. Adam Słota dell'Università di Tecnologia di Cracovia. Ha sottolineato una lacuna evidente nella formazione degli ingegneri: le università eccellono nell'insegnamento della progettazione CAD, ma i laureati spesso entrano nel mondo del lavoro con una scarsa comprensione di come le loro decisioni progettuali influenzino il flusso di produzione, la cinematica dei robot o la logica di automazione dei PLC. Per risolvere questo problema, sia l'industria che il mondo accademico si stanno rivolgendo a DELMIA sulla 3DEXPERIENCE per collegare direttamente l'intento progettuale all'esecuzione in fabbrica.
Per anni, il flusso di lavoro standard in ingegneria si è svolto in questo modo: progettare il prodotto con un software CAD come SOLIDWORKS o CATIA, consegnare i disegni 2D o i modelli 3D al team di produzione e sperare per il meglio. Ma le moderne linee di produzione sono altamente automatizzate e caratterizzate da complesse celle robotizzate, nastri trasportatori e sensori intelligenti. Quando i progettisti non comprendono la raggiungibilità dei robot, i tempi di ciclo o i rischi di collisione, la fase di collaudo fisico diventa incredibilmente costosa.
Secondo una ricerca di ABI Research, che ha classificato DELMIA Robotics come la soluzione di programmazione offline (OLP) numero 1 sul mercato, la capacità di simulare interi flussi di lavoro, e non solo singoli robot, è ciò che distingue i produttori di alto livello. Quando gli studenti di ingegneria e i giovani professionisti imparano a pensare oltre il modello 3D statico e iniziano a progettare tenendo conto del processo produttivo, diventano produttivi fin dal primo giorno. Passano dall'essere "semplici" ingegneri progettisti a diventare progettisti di sistemi consapevoli del processo produttivo.
In molte aziende manifatturiere tradizionali, i team di progettazione, attrezzaggio, robotica e automazione lavorano in compartimenti stagni, utilizzando software isolati. Il team di progettazione usa uno strumento CAD, il programmatore di robotica usa un software specifico per un particolare braccio robotico e l'ingegnere dei sistemi di controllo programma il PLC in un altro ambiente ancora. Questa frammentazione porta a duplicazioni di lavoro, problemi di comunicazione e modifiche di progettazione in fase avanzata che compromettono i margini di profitto.
Riunendo queste discipline all'interno della 3DEXPERIENCE , tutti lavorano a partire da un'unica fonte di riferimento. Una modifica al modello CAD si propaga automaticamente alla cella di simulazione del robot, consentendo al programmatore di verificare immediatamente i rischi di collisione o i problemi di raggiungibilità.
Analizziamo come un ambiente unificato si confronta con l'approccio tradizionale frammentato:
| Aspetto del flusso di lavoro | Approccio tradizionale frammentato | Approccio unificato DELMIA 3DEXPERIENCE |
| Continuità dei dati | File disconnessi, esportazioni/importazioni manuali, alto rischio di dati obsoleti. | Vero e proprio digital thread: CAD, attrezzature e robotica condividono lo stesso modello. |
| Programmazione di robot | Silos software specifici per ogni marchio; i programmatori devono imparare più linguaggi di programmazione. | Un unico ambiente, indipendente dal marchio, che supporta oltre 2.000 modelli di robot. |
| Gestione del rischio | Errori rilevati durante l'installazione fisica in officina. | Errori individuati e risolti tempestivamente in un ambiente di gemello virtuale. |
| Tempo di messa in servizio | Lunghi e imprevedibili ritardi durante la risoluzione dei problemi hardware. | Riduzione fino al 60% dei tempi di messa in servizio grazie alla validazione virtuale. |
Uno dei concetti più potenti nella produzione moderna è la messa in servizio virtuale. Tradizionalmente, testare l'interazione tra meccanica fisica, movimenti del robot e logica di controllo PLC poteva avvenire solo quando tutti i componenti fisici erano fissati in officina. Se un sensore veniva posizionato in modo errato o un ciclo logico del PLC falliva, ciò comportava danni fisici o costosi tempi di inattività.
La messa in servizio virtuale cambia completamente la sequenza di gestione del rischio. Utilizzando un Digital Twin all'interno DELMIA, è possibile collegare i modelli virtuali di robot e celle a controllori PLC virtuali. Ciò consente di eseguire test unitari, convalidare la logica di smistamento, testare i dispositivi di sicurezza e ottimizzare i tempi di ciclo prima di ordinare un singolo pezzo di acciaio fisico. Dati recenti del settore dimostrano che l'implementazione della messa in servizio virtuale può ridurre i tempi di messa in servizio fisica fino al 60%, consentendo alle aziende di incrementare la produzione più rapidamente e con totale sicurezza.
Se gestite un impianto di produzione con elevata varietà di prodotti e bassi volumi di produzione, fermare una linea di robot per insegnarle un nuovo percorso o programma rappresenta un enorme spreco di risorse. La programmazione offline (OLP) consente ai programmatori di robot di creare, simulare e convalidare percorsi complessi, come la saldatura ad arco, la finitura superficiale o le operazioni di prelievo e posizionamento, in un ambiente virtuale, mentre i robot fisici continuano a operare in officina.
Grazie DELMIA Robotics, gli ingegneri possono calibrare la cella di lavoro virtuale 3D in modo che corrisponda esattamente alla configurazione fisica dell'officina. Questo elimina la necessità di ritoccare manualmente le posizioni impostate sul controller del robot fisico, risparmiando ore di lavoro noioso. Mentre le grandi case automobilistiche e aerospaziali utilizzano questi strumenti da anni, le piccole aziende ne traggono un vantaggio ancora maggiore. Con budget più ristretti e margini di errore praticamente nulli, una singola collisione fisica può compromettere la redditività trimestrale di una piccola officina. La validazione tempestiva è la loro migliore polizza assicurativa.
L'obiettivo della moderna formazione ingegneristica e dell'esecuzione industriale è chiaro: fornire prodotti di alta qualità in modo efficiente, sostenibile e sicuro. Raggiungere questo obiettivo richiede più della semplice progettazione CAD. Richiede una pianificazione integrata dei processi, la simulazione robotica e la messa in servizio virtuale. Insieme, questi approcci contribuiscono a eliminare le costose sorprese che spesso ritardano l'avvio fisico degli impianti.
Siete pronti a superare i flussi di lavoro di progettazione tradizionali? Preparate il vostro team alle sfide dell'automazione industriale moderna.
Questa guida si basa sulle informazioni contenute nel blog .