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Da Siemens arriva Sinumerik One: una rivoluzione nel mondo dei digital twin e delle macchine utensili?

di Chiara Volontè ♦︎ L’innovazione di questo sistema consiste nell’essere digital native. Normalmente, nel mercato della macchina utensile, i costruttori producono il controllo numerico, creano l’automazione e, una volta che l’hanno costruita, trovano poi il sistema per renderla digitale, per simulare quello che hanno realizzato. Sinumerik One è invece il primo controllo prima creato come simulazione poi prodotto. Per questo è nativo digitale. E permetterà ai costruttori di macchine di simulare ogni comportamento, qualsiasi tipo di programmazione sia plc sia iso, eventuali collisioni, la safety integrated… Senza ancora avere la macchina a disposizione

Un controller cnc (computer numerical control) digital native con software in grado di creare un gemello digitale: è Sinumerik One, l’ultimo nato in casa Siemens che è stato presentato in anteprima a Erlangen e che debutterà ufficialmente durante la fiera Emo che si terrà il prossimo settembre ad Hannover. Questo dispositivo si propone di sconvolgere il business delle macchine utensili, aumentando l’efficienza delle fabbriche e ottimizzando i processi industriali.

«La rivoluzione introdotta da Sinumerik One consiste nell’essere digital native – spiega a Industria Italiana Paolo Trezzi, business development manager OEM del reparto Macchine Utensili di Siemens Italia – Normalmente, nel mercato della macchina utensile, i costruttori producono il controllo numerico, creano l’automazione e, una volta che l’hanno costruita, trovano poi il sistema per renderla digitale, per simulare quello che hanno realizzato. Sinumerik One, invece, è il primo controllo che è stato creato come simulazione e poi è stato prodotto, quindi è nativo digitale: è nato in maniera digitale ed è poi stato costruito. Questa nuova tecnologia permetterà ai costruttori di macchine di simulare ogni comportamento, qualsiasi tipo di programmazione sia plc sia iso, eventuali collisioni, la safety integrated, ecc. senza avere ancora la macchina a disposizione».

Una vera e propria rivoluzione, possibile perché la novità presentata da Siemens è nativa digitale, costituendo, al momento, un unicum sul mercato. «È proprio per questo che abbiamo deciso di chiamarlo One – prosegue Trezzi – i digital twin attuali sono una simulazione di come si dovrebbe comportare la macchina, però riproducono solo la teoria. Ma Sinumerik One ricostruirà esattamente il comportamento della macchina anche se non ancora costruita. Sinumerik One verrà proposto sul mercato con quattro differenti livelli di complessità, che consentiranno non solo la progettazione ed il test del programma plc simulando anche gli attuatori e la sensoristica di campo, ma permetteranno anche un’ assistenza post vendita più efficace senza aver bisogno di tenere a magazzino hardware vecchi e costosi, oltre a creare un nuovo modello di business per il costruttore, fornendo così non solo la macchina reale al cliente finale ma anche il gemello digitale equivalente».

Paolo Trezzi, business development manager OEM del reparto Macchine Utensili di Siemens Italia

Numerose sono le applicazioni già residenti in Sinumerik One che saranno disponibili per ottimizzare le macchine utensili, per connetterle al cloud e dare informazioni sulla manutenzione predittiva e tanto altro: il tutto in mostra alla prossima EMO Hannover (16-21 settembre 2019).

Proprio su questa rivoluzione, e sull’importanza di essere nativo digitale verteva l’intervento di Wolfgang Heuring, ceo della business unit motion control di Siemens, che ha presentato Sinumerik One in una conferenza stampa di anteprima: «Il digital twin permette di creare un potente gemello digitale in grado di unire il mondo virtuale con quello reale: grazie a questa tecnologia si aprono nuove prospettive per la produzione, nuovi standard in termini di prestazioni. Con un’ampia gamma di soluzioni per la digitalizzazione, Siemens guida la trasformazione digitale  delle macchine utensili, aiutando i clienti a trovare nuovi e più completi modi di utilizzare enormi volumi di dati in rapida crescita, per aumentare la qualità della loro produzione e anche il loro vantaggio competitivo. Consapevoli della velocità con cui il settore si sta trasformando, abbiamo già integrato le tecnologie future all’interno del nostro portfolio: nasce da qui infatti il nuovo controllo numerico per macchine utensili progettato specificamente per la digitalizzazione, così come innovazioni in ambito edge e cloud computing, l’intelligenza artificiale e la produzione additiva. Stiamo davvero portando il mondo delle macchine utensili ad un ulteriore livello di trasformazione digitale».

A Sps Parma Siemens ha portato la 590 di Gima, mostrando come funzionano i vari sistemi digitalizzati. L’occasione ci ha fornito lo spunto per una conversazione con Giuliano Busetto, head of Digital industries della filiale italiana del colosso tedesco

 

E nel settore della produzione industriale, particolare attenzione deve essere rivolta ai dati che vengono creati dai macchinari. «La base per le tecnologie innovative – prosegue Heuring – è la disponibilità e la trasparenza dei dati che possono essere utilizzati per creare gemelli digitali (del prodotto, della produzione e delle prestazioni) e che mappano e collegano tutte le fasi dei processi di produzione industriale in un ambiente virtuale. La chiave è utilizzare questi dati in modo innovativo e convertirli in conoscenze preziose per migliorare le prestazioni e la flessibilità».

«Sinumerik One è l’elemento centrale per la trasformazione globale dell’industria delle macchine utensili e per la produzione a prova di futuro in un settore sempre più digitalizzato – spiega Uwe Ruttkamp, responsabile del business macchine utensili di Siemens – Con la sua perfetta interazione tra virtuale e reale, Sinumerik One consente ai costruttori di macchine e agli utenti di ridurre il time-to-market in modo significativo e aumentare così le prestazioni. Come un nativo digitale, il nuovo CN funziona con Create MyVirtualMachine, software per creare il controller della macchina e il gemello digitale associato, da un unico sistema di engineering, attuando una perfetta integrazione di hardware e software».

Tramite una tecnologia integrata in grado di creare un digital twin, Sinumerik One consente agli utenti di creare una virtualizzazione completa dei propri processi di sviluppo. Questo comporta un’accelerazione significativa della produzione e quindi una riduzione notevole del time to market, mantenendo però un elevato standard di qualità; Sinumerik One inoltre, può essere configurato più rapidamente, eseguire operazioni nell’ambiente virtuale e migliorare le prestazioni durante la produzione.

Come funziona Sinumerik One? L’idea alla base è proprio quella di testare la fase di prototipazione tramite digital twin che, secondo Siemens, rappresenta un modello di business e tecnologia di base dei prossimi 15 anni.

Sinumerik: il nativo digitale

Tramite Sinumerik One, i produttori di macchine utensili possono mappare virtualmente i loro interi processi di sviluppo, riducendo la fase di development del prodotto e il time-to-market delle nuove macchine. Il modello virtuale apre nuove possibilità per produttori e operatori: i concetti e le funzioni della macchina possono essere discussi anche prima che l’hardware reale sia disponibile. Inoltre, grazie a Sinumerik One gli utenti hanno modo di simulare completamente la programmazione dei pezzi e la configurazione e il funzionamento delle macchine sul pc. È infine possibile fare formazione agli operatori della macchina utensile, utilizzando il gemello digitale invece che la macchina reale.

Grazie al digital twin, tutte le informazioni contenute all’interno della macchina reale possono essere inserite nel progetto virtuale per trovare eventuali criticità – siano esse elettriche o meccaniche – che vengono segnalate dalla virtual machine. In questo modo i dati errati vengono trasmessi tramite una diasgnotica di macchina puntuale ed è possibile verificare tramite pochi passaggi lo stato della macchina, anche in un’ottica di manutenzione predittiva.

Sinumerik Edge

AnalyzeMyWorkpiece / Monitor è l’applicazione edge basata su dati ad alta frequenza che consente il monitoraggio continuo della produzione di pezzi in macchine utensili. Valori misurati come dati di posizione, valori di coppia o deviazioni di controllo, insieme a informazioni di contesto (ad esempio l’utensile attualmente in uso) vengono acquisiti dalla macchina tramite Sinumerik Edge. I dati vengono continuamente confrontati con un modello di riferimento: in caso di deviazioni che superano un range predefinito, l’applicazione registra il risultato, lo invia alla macchina, abilitando così risposte rapide dall’operatore. Ciò significa, ad esempio, che la produzione è supportata da un controllo di qualità parallelo.

Tramite Sinumerik Edge si ha la possibilità di analizzare le informazioni inviate dalle macchine anche offline, scegliendo quali dati catturare ed eventualmente modificare; si tratta di un’applicazione che monitora le condizioni del sistema e consente di fare manutenzione predittiva, perché tramite l’analisi dei dati gli operatori sono in grado di capire se tutto sta funzionando nel modo corretto. L’applicazione AnalyzeMyWorkpiece / Capture Edge registra i dati selezionati, che possono quindi essere visualizzati utilizzando l’applicazione AnalyzeMyWorkpiece / Toolpath. I punti dati ad alta frequenza supportano una visualizzazione dettagliata e un’analisi completa dei pezzi prodotti: in questo modo la qualità del pezzo può essere ottimizzata anche durante la produzione.

Sinumerik Analyze MyWorkpiece /Monitor di Siemensè l’applicazione edge basata su dati ad alta frequenza che consente il monitoraggio continuo della produzione di pezzi in macchine utensili

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