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La simulazione: controllo e monitoraggio di tutti i processi

17/08/2018

Gartner, società americana di ricerca sulle tecnologie informatiche, ha previsto che i digital twin sarebbero state una delle tendenze del settore per il 2018 e che il 50% delle grandi aziende li utilizzeranno entro il 2021. Un digital twin (in italiano gemello digitale) è una simulazione, una copia digitale di un processo, prodotto o servizio, ottenuto grazie alle informazioni ottenute attraverso i sensori che integrano i mezzi dei centri produttivi. Come funziona e quali vantaggi offre la simulazione? Come si può applicare alla catena di distribuzione o al magazzino?

Simulation

Attualmente, l’industria 4.0 dispone di sensori, reti wireless, apprendimento automatico (machine learning), interpretazione dei dati (big data), realtà virtuale e gemelli digitali al fine di adeguare i processi produttivi alle mutevoli richieste dei consumatori. La simulazione in particolare non costituisce un concetto nuovo, sebbene stia acquistando una maggiore rilevanza a causa dei continui progressi dell’Internet of Things (IoT) e dell’utilizzo dei dispositivi RFID.

La prima azienda a coniare il termine digital twin per riferirsi alla simulazione e a metterlo in pratica è stata la NASA dopo l’incidente dell’Apollo 13 nel 1970. L’agenzia spaziale americana ha compreso che aveva bisogno della tecnologia per simulare le eventuali reazioni di un’astronave nello spazio prima di spedire in missione un equipaggio.

Tuttavia, si può utilizzare la simulazione in ogni settore professionale. Grazie ai progressi tecnologici, le aziende possono creare e testare mezzi, prodotti e processi in un ambiente virtuale prima di trasferirli nel mondo reale. In questo modo individuano problemi e situazioni di rischio, provano nuove configurazioni e riproducono risposte davanti a qualsiasi scenario. In definitiva, la simulazione non è altro che la rappresentazione di un processo che funge da base di sperimentazione per migliorare la flessibilità e aumentare la produttività delle aziende.

Vantaggi della simulazione: progettare senza errori

La simulazione offre una maggiore competitività per le aziende e un insieme di vantaggi per produttori e fornitori:

  • Miglioramento continuo dei processi. I processi sono visualizzati in un ambiente virtuale per poi essere applicati nel mondo fisico. La versione digitale dei progetti viene continuamente studiata e corretta e di conseguenza si considerano nuove opportunità. Tutta questa esperienza arricchisce la versione fisica.
  • Risparmio sui costi. I progettisti e gli ingegneri possono creare e perfezionare un prodotto in un ambiente virtuale invece di costruire dei prototipi fisici che comportano un costo maggiore.
  • Prevenzione degli errori. È possibile individuare i problemi prima che si verifichino e quindi evitare interruzioni del servizio e tempi di inattività al momento di riparare le macchine o modificare i processi. In base a uno studio del Forum economico mondiale insieme alla multinazionale di consulenza Accenture, i costi di manutenzione possono essere ridotti di un 30% con la manutenzione preventiva.
  • Incremento della produttività. Secondo Siemens, la simulazione consentirà alle aziende di diminuire del 50% il tempo di lancio di un prodotto sul mercato (noto come time to market) e di aumentare la produttività del 20%.
  • Pianificazione del futuro. L’analisi dei dati e la simulazione consentono di creare un comportamento predittivo e di dare impulso all’innovazione in tutti i processi per mettere l’azienda in una posizione di vantaggio rispetto alla concorrenza.
  • Monitoraggio delle decisioni. Tutti i processi sono interconnessi e pertanto collegati tra loro in tempo reale, per cui si possono prendere decisioni basate su dati affidabili e aggiornati.

Simulazione nella catena di distribuzione

La simulazione nella catena di distribuzione è una rappresentazione virtuale di tutti i processi logistici attraverso cui passa un prodotto, dalla fabbrica al cliente finale.

L’automazione dei processi logistici e il progresso delle nuove tecnologie favoriscono il collegamento continuo tra mezzi, prodotti e operatori della catena di distribuzione, offrendo così una notevole quantità di dati in tempo reale. Il big data, meglio conosciuto come il processo di gestione di grandi quantità di dati, sfrutta queste informazioni al fine di migliorare tutti i processi e di reagire con più rapidità a circostanze e situazioni impreviste, possibili contrattempi ed eventuali variazioni del mercato.

Al fine di analizzare questi dati per trasformarli in informazioni fruibili, è necessario avere una visione globale e costante di quello che accade nella catena di distribuzione (un concetto meglio conosciuto come visibilità sulla supply chain).

Sempre più imprese vedono la catena di distribuzione come un fattore strategico del business. La simulazione offre loro le informazioni giuste per distinguere i punti di forza e di debolezza di tutti i processi così da controllarli e migliorarli subito.

Ad esempio una delle maggiori sfide delle aziende di oggi è la consegna degli ordini nel più breve tempo possibile. In questo senso, una simulazione aiuta a visualizzare la catena di distribuzione nel suo complesso, agevolando le decisioni orientate a ridurre i colli di bottiglia e le inefficienze che rallentano i cicli operativi nel loro insieme.

Simulazione del magazzino: soluzioni di Mecalux

La simulazione di un magazzino è una rappresentazione virtuale di tutti gli elementi che si trovano al suo interno e intervengono nel suo funzionamento (la merce stessa, i sistemi di stoccaggio, i mezzi di sollevamento ecc.).

Negli ultimi anni, Mecalux ha sviluppato tre strumenti di simulazione (Easy M, Easy S e Automatic Warehouse Studio) al fine di:

  • Rappresentare il funzionamento del magazzino e del sistema di gestione del magazzino (SGM). Si riducono così al minimo i tempi di avviamento e gli errori.
  • Convalidare la produttività delle soluzioni dell’impianto e attuare le correzioni necessarie prima dell’avviamento.

In ultima analisi, questi strumenti servono al cliente per potere verificare come sarà il magazzino prima che sia operativo e adattarlo alle sue esigenze.

EASY M

Mecalux utilizza questo strumento per simulare il funzionamento di impianti automatici. Viene utilizzato soprattutto nella fase dell'offerta di un magazzino gestito con Easy WMS.

Mostra come sarà il magazzino, il ciclo operativo dello stesso e il funzionamento di Easy WMS. Inoltre, Easy M fornisce informazioni sulla stima del rendimento dell’impianto (ad esempio il numero delle movimentazioni che vi si eseguiranno, degli ordini che sarà possibile preparare ecc.) perché i responsabili prendano decisioni strategiche per il business senza correre rischi.

Easy M offre, inoltre, i seguenti vantaggi:

  • Stima realistica dei cicli del magazzino basata sulla logica e sui cicli operativi dei centri logistici.
  • Previsione di tutti gli ordini di uscita.
  • Totale controllo della merce e calcolo automatico della rotazione di tutti gli articoli da stoccare nel magazzino.

EASY S

Insieme a Easy WMS, questo strumento si utilizza per progettare, configurare, validare e simulare in 3D il rendimento del magazzino (sia automatico che manuale) prima dell’avviamento. Mentre il team tecnico di Mecalux si occupa di configurare il magazzino sulla base delle indicazioni del cliente, quest’ultimo può avere un’idea dell’impianto grazie alla simulazione e convalidare il corretto funzionamento di tutti gli elementi.

Punti di forza di Easy S:

  • La configurazione del magazzino si realizza insieme al cliente affinché questi possa trovare una soluzione alle sue esigenze specifiche.
  • Con pochissimi dati e parametri, si progetta il magazzino che il cliente già possiede o progetta di costruire.
  • Il funzionamento del magazzino viene convalidato prima dell’avviamento.
  • La simulazione del ciclo operativo generale dell’impianto consente di verificare in anticipo i cicli, i tempi e gli eventi che si possono verificare.
  • Easy S fornisce informazioni utili e affidabili al servizio di assistenza. Il cliente può usufruire in qualsiasi momento della teleassistenza per trovare risposta a dubbi, richieste e contrattempi.

AUTOMATIC WAREHOUSE STUDIO (AWS)

Si tratta di un’evoluzione del software di controllo Galileo di Mecalux (che si occupa di impartire ordini di movimentazione ai vari dispositivi di un impianto automatico come i trasportatori, i trasloelevatori le navette ecc.) AWS è in grado di simulare il funzionamento dei mezzi elettromeccanici di un magazzino mediante uno SCADA.

Il software offre i seguenti vantaggi:

  • Visualizzazione del progetto in 3D. L’effetto visivo è molto realistico e l’immagine è attendibile. È possibile ingrandire o rimpicciolire l’immagine, ruotarla ecc.
  • I tempi di avviamento dei mezzi elettromeccanici di un magazzino si accorciano in modo significativo. Con la simulazione di AWS, la comunicazione tra WMS e sistema di controllo (Galileo) viene testata in uno scenario di prova. In seguito, durante la costruzione si eseguono piccoli adattamenti come la modifica delle temporizzazioni in base alla posizione delle fotocellule, la regolazione dei variatori di frequenza ecc.
  • Disponibilità di una base di codice standard. AWS può essere utilizzato su qualsiasi PLC e senza differenze nel funzionamento.

Progettazione e validazione dei magazzini

Mecalux vanta una vasta esperienza nella creazione di soluzioni software volte a sfruttare al massimo il rendimento dei magazzini e a garantire la più elevata qualità di tutti i processi logistici. La simulazione ha un enorme potenziale nella catena di distribuzione. Gli strumenti di simulazione come Easy M, Easy S e Automatic Warehouse Studio (AWS) sono indispensabili per progettare e convalidare il funzionamento dei magazzini, oltre che per eseguire una serie di test che confermino la massima efficienza possibile dei cicli operativi.