È ormai diventato superfluo dire quanto sia prioritario per il futuro dell’Italia il Piano Nazionale di Transizione al modello di industria 4.0.

Tale transizione è possibile tramite la progettazione, l’implementazione e l’utilizzo di sistemi che passano attraverso alle ormai note “tecnologie abilitanti” dell’industria 4.0.

Nello specifico, con l’articolo di oggi, parleremo di simulazione di processi, spiegando cos’è, dove trova maggiormente applicazione, quali sono gli step fondamentali di un progetto di simulazione e, soprattutto, quali sono i risultati che un progetto di questo tipo permette di ottenere.

La simulazione è uno strumento indispensabile per sperimentare virtualmente il funzionamento di sistemi industriali nelle effettive condizioni reali di esercizio, analizzarne complessivamente le prestazioni e anticiparne modifiche od interventi, abbattendo costi e realizzando test non riproducibili in un laboratorio reale.

Simulare un intero stabilimento produttivo, una linea o un magazzino automatico significa creare un modello virtuale di un sistema già esistente o di un sistema che si vuole creare.

Il concetto è lo stesso di quello usato per la progettazione di componenti tramite sistemi CAD, dove è possibile testare qualità e caratteristiche del prodotto pensato mediante simulazioni strutturali o simulazioni fluidodinamiche, allo scopo di prevenire problematiche in fase di produzione e/o utilizzo, il tutto in un ambiente “privo di rischi”.

Tramite un progetto di simulazione è possibile ottimizzare il flusso dei materiali, l’utilizzo delle risorse e la logistica per tutti i livelli di pianificazione dell’impianto, dagli impianti di produzione globali, agli impianti locali, fino a linee specifiche.

Lo scopo è quello di creare modelli digitali di sistemi logistici (es. Produzione) per esplorare le caratteristiche dei sistemi e ottimizzarne le prestazioni. L’ambiente virtuale consente agli utenti di eseguire prove e scenari what-if senza toccare il “mondo reale”. Strumenti di analisi dei dati poi consentono agli utenti di valutare diversi scenari di produzione e di prendere decisioni rapide e affidabili durante le varie fasi di evoluzione di un progetto.

Se il punto di partenza è un sistema già esistente, generalmente lo scopo del progetto può essere massimizzare le prestazioni del sistema attuale mediante l’analisi dei flussi e l’individuazione dei colli di bottiglia, o in alternativa valutare l’impatto che una modifica o un nuovo investimento ha sul sistema attuale massimizzandone le prestazioni.

Il primo step consiste nel definire quali output si vogliono valutare e comparare tra di loro, l’obiettivo del progetto stesso, in pratica si deve rispondere alla domanda “a cosa mi serve simulare questo processo?”.

Quindi si passa a creare e validare il modello logico, ossia un modello che replichi (in maniera più o meno approssimata in base allo scopo del progetto) la realtà.

Successivamente arriva la fase di raccolta dati, ossia quei dati (efficienza, tempi ciclo, mix produttivi, variabilità dei dati, velocità, ecc…) di input che saranno utilizzati dal modello virtuale. La raccolta e l’inserimento dei dati è fondamentale, in quanto, anche il miglior modello possibile, se alimentato con dati errati e molto distanti dalla realtà, genererà output e analisi what-if non corrette con il rischio di rendere poco affidabile l’intero studio.

A questo punto si passa alla simulazione di diversi scenari/alternative, si valutano e confrontano gli output delle diverse alternative definiti ad inizio progetto e infine si sceglie lo scenario ottimale ossia quello che garantisce i miglior risultati in accordo con gli obiettivi inizialmente stabiliti.

Se il punto di partenza è andare a ricreare un sistema che ancora non esiste, i passi da percorrere sono praticamente gli stessi, con la differenza che gli step di validazione del modello e dei dati di input non sono fatti tramite confronto con la realtà ma attraverso l’approvazione del team di progetto stesso che sarà composto da persone con competenze adeguate ed allineate al processo oggetto di studio. Inoltre uno degli scopi della simulazione può essere proprio quello di valutare le prestazioni del processo comparando scenari di dati di input differenti.

Per concludere, alcuni dei benefici ricavabili da un progetto di simulazione possono essere:

-individuare i colli di bottiglia

-aumentare la produttività

-massimizzare l’utilizzo delle risorse disponibili

-ridurre i tempi di attraversamento in produzione

-diminuire il numero di semilavorati lungo il processo

-ridurre l’investimento e il rischio di investimento nella realizzazione del nuovo impianto

-ottimizzare le dimensioni del sistema e del Layout

-confrontare diverse soluzioni/scenari guidato da un’analisi dei KPI definiti per l’ottimizzazione della scelta, per esempio decidere se investire su un magazzino automatico servito da AGV o preferire una soluzione più tradizionale meno automatizzata.

La fabbrica è lo spazio dell’innovazione, della tecnologia, della creatività, della bellezza del saper fare italiano, e appunto perché la fabbrica è lo spazio dell’innovazione, essa stessa deve essere progettata/riprogettata mediante metodologie innovative e di più alto livello come appunto possono essere le tecniche di simulazione.

Pensare al futuro della fabbrica significa pensare al futuro dell’Italia.