GKN ha introdotto un edge gateway per supportare la propria soluzione di additive manufacturing

Fornire interfacce in grado di “dialogare” con tutte le fasi di un processo produttivo e aprire la strada a un efficace sistema di automazione industriale: questo è l’obiettivo del digital twin, un’innovazione che ha il potenziale per cambiare radicalmente design, produzione, vendita e manutenzione di prodotti complessi in molteplici settori. Un’innovazione resa possibile dall’edge computing sviluppato da Concept Reply Germania, attiva da anni nel campo dell’IoT e delle soluzioni end-to-end focalizzate sui processi industriali.

Negli ultimi anni Concept Reply ha sviluppato e implementato soluzioni di digital twin in diversi settori. Tra i più interessanti e promettenti c’è un progetto per industrializzare e digitalizzare la produzione additiva per i processi di serie automobilistica: IDAM. Il progetto - sponsorizzato dal Ministero Federale Tedesco dell’Istruzione e della Ricerca - mira a portare la tecnologia della produzione additiva con metalli in un processo industrializzato e altamente automatizzato, come quello dell’industria automobilistica.

Tra i principali vantaggi di IDAM c’è la possibilità di rendere più efficiente la produzione delle parti e di ottimizzare i processi in termini di costi e tempi riducendo lo sforzo manuale richiesto e limitando gli sprechi di risorse. Inoltre, questa tecnologia apre anche nuove possibilità per la cosiddetta “personalizzazione di massa” dei prodotti automobilistici, o l’individualizzazione standard del prodotto, resa possibile dalla disponibilità di parti da ordinare senza ulteriori sforzi o pesanti modifiche alla linea di produzione.

Questo processo ha il potere di trasformare le operazioni di produzione consentendo la creazione di parti più leggere, resistenti e complesse. Nella produzione additiva, un oggetto fisico viene creato da un modello di progettazione 3D assistito da computer combinando il materiale strato per strato, per produrre forme geometriche precise. Come sottolineano gli esperti di Reply, combinando la produzione additiva con l’IoT è anche possibile rendere il processo di produzione più intelligente ed efficiente, oltre a produrre componenti di qualità superiore. Inoltre, grazie a un digital twin che gira su un ambiente IoT, è possibile sviluppare software che gira su un gateway e consente l’automazione di più fasi del processo produttivo, nonché di connettere più sistemi, memorizzare e distribuire informazioni e dati.

Durante lo sviluppo del progetto, gli esperti di Concept Reply stanno contribuendo alla realizzazione di un’architettura IoT performante, grazie a un edge gateway che permette il collegamento di tutte le singole macchine sulle linee di produzione e anche grazie al digital twin in esecuzione sull’edge gateway stesso. Un sistema edge gateway in ambito IoT consente la connessione sicura dei macchinari. la raccolta, l’archiviazione, la visualizzazione e l’analisi dei dati di telemetria, facilita i processi di automazione necessari per la produzione in serie. L’implementazione di un digital twin non è solo una replica digitale in tempo reale della linea di produzione, ma anche un profilo in evoluzione basato su dati storici e potenziali stati futuri basati su simulazioni probabilistiche. Questa combinazione consente il monitoraggio dei sistemi, l’automazione dei processi e la prevenzione dei problemi prima che si verifichino, lo sviluppo di ottimizzazioni e il potere predittivo attraverso simulazioni.

Lo sviluppo di un digital twin è di fondamentale importanza per il successo del progetto IDAM. Il gemello digitale diventerà un hub per tutti gli strumenti di analisi e visualizzazione dei dati, facilitando la comunicazione tra i macchinari e la linea di produzione nel suo complesso. Sarà inoltre possibile integrare gli sviluppi nel campo dei big data e dell’intelligenza artificiale con l’obiettivo di orchestrare l’interazione altamente complessa tra le diverse macchine nell’intero ambiente produttivo. “L’intelligenza artificiale è il catalizzatore per liberare il potere dirompente della produzione additiva. Sfruttare i digital twin per l’IoT in tempo reale standardizzerà ulteriormente la catena del processo di additive manufacturing, ridurrà i costi e abbrevierà i tempi di consegna. La sfida è la produzione di componenti industriali di alta qualità con processi resilienti e una produzione robusta “, afferma Sebastian Blümer, Technology Manager Laser AM presso GKN Additive e leader dello stream IDAM “Intelligent Digital Process Chain”.

L’obiettivo del progetto è quello di riuscire a rilasciare più di 50mila componenti all’anno nella produzione di parti comuni e oltre 10mila pezzi singoli e di ricambio attraverso una produzione modulare e altamente automatizzata. Oggi, tra le altre cose, sono già stati progettati diversi macchinari ed è stato costruito il primo prototipo. Inoltre, è stata condotta la prima analisi relativa al riutilizzo della polvere e sono state eseguite anche ricerche sull’aumento/diminuzione della potenza del laser per evitare il surriscaldamento.

Lo scopo del progetto non è solo quello di creare una migliore linea di produzione per i produttori automobilistici, ma anche di generare conoscenza sull’implementazione di soluzioni di gateway edge. Tali soluzioni potrebbero eventualmente essere applicate a linee di produzione in molti settori in cui la connettività di macchinari e processi, il monitoraggio di risorse e prestazioni, un digital twin o le applicazioni di machine learning giochino un ruolo chiave.