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Trasformare le fabbriche automobilistiche tradizionali con i gemelli digitali

Scritto da Madeline Medensky | 12-mar-2025 18.40.49

L'industria automobilistica sta vivendo un cambiamento sismico, guidato dalla necessità di una maggiore efficienza, sostenibilità e agilità. Uno dei più potenti strumenti di questa trasformazione è il gemello digitale, una replica virtuale di una fabbrica fisica che consente ai produttori di simulare, monitorare e ottimizzare le operazioni in tempo reale. Adottando i gemelli digitali, le fabbriche automobilistiche tradizionali possono modernizzare le loro operazioni, migliorare la collaborazione della catena di fornitura e ottenere un ROI significativo. I gemelli digitali nella produzione automobilistica sono il prossimo passo avanti nella digitalizzazione e nella semplificazione dei processi produttivi, che garantisce l'affidabilità dell'aggiornamento delle fabbriche esistenti e del lavoro in un ambiente di supply chain sempre più complesso.

I gemelli digitali consentono una fonte di verità virtuale e visiva.

La fabbrica virtuale: Come funzionano i gemelli digitali

Un gemello digitale è più di un semplice modello 3D; è una rappresentazione intelligente e guidata dai dati di una fabbrica che si aggiorna continuamente in base ai dati dei sensori in tempo reale, ai dispositivi IoT e alle analisi guidate dall'intelligenza artificiale. Questa fabbrica virtuale rispecchia la sua controparte fisica, consentendo ai produttori di:

  • Simulare i processi produttivi prima di implementare le modifiche.
  • Prevedere e prevenire i guasti alle apparecchiature attraverso la manutenzione predittiva.
  • Ottimizzare l'efficienza del flusso di lavoro identificando i colli di bottiglia.
  • Far coincidere le condizioni di installazione con quelle di progettazione.
  • Ridurre i tempi di inattività e gli sprechi attraverso il monitoraggio continuo delle prestazioni.

I gemelli digitali sono creati più comunemente attraverso l'uso della scansione laser. Per acquisire una struttura di un sito è possibile utilizzare un'ampia gamma di scanner laser, tra cui scanner terrestri, mobili o droni. I dati della scansione laser acquisiscono un'immagine completa e accurata della struttura del sito sotto forma di nuvola di punti, che rappresenta un campo di punti geospaziali che mappa le superfici di tali ambienti. Storicamente, i dati delle nuvole di punti sono stati una sfida da caricare e condividere, data l'enorme quantità di spazio di archiviazione e i requisiti di dati necessari. Oggi, le piattaforme all-in-one semplificano il caricamento, lo streaming e la condivisione dei dati delle nuvole di punti, come Cintoo, che trasmette i dati delle nuvole di punti alla massima risoluzione possibile , con una trasformazione senza soluzione di continuità in mesh 3D.

Una volta che i dati delle nuvole di punti vengono trasmessi in una piattaforma accessibile e facile da usare, diventa disponibile una replica virtuale del sito e delle condizioni del sito, creando un gemello digitale completo e accurato.

Utilizzare strumenti in una piattaforma all-in-one, come l'etichettatura degli asset, per una trasformazione intelligente della fabbrica.

Per esempio, il colosso automobilistico BMW ha adottato la tecnologia del gemello digitale per creare una replica virtuale dei suoi stabilimenti, consentendo agli ingegneri di testare nuovi layout e tecniche di produzione prima di applicarli agli impianti fisici. Ancora di più, i team di progetto possono prendere le condizioni "as-installed", generate dalle nuvole di punti di acquisizione della realtà, e mappare i modelli BIM/CAD, assicurando che le condizioni progettate corrispondano accuratamente a quelle esistenti nella fabbrica tradizionale. In questo modo si riducono significativamente i costi di prova ed errore e si accelera il time-to-market per i nuovi modelli che si basano sull'installazione di nuove apparecchiature.

Rivoluzionare le catene di fornitura e la collaborazione

Le fabbriche automobilistiche tradizionali sono spesso alle prese con catene di fornitura frammentate, dove la mancanza di visibilità può causare ritardi, inefficienze e un aumento dei costi. I gemelli digitali aiutano a colmare queste lacune fornendo una visione unificata e in tempo reale dell'intera catena di fornitura.

Vantaggi principali per le catene di fornitura:

  • Tracciamento in tempo reale: I produttori possono tracciare le materie prime, i componenti e i prodotti finiti con precisione millimetrica.
  • Mitigazione dei rischi: L'analisi predittiva guidata dall'intelligenza artificiale identifica le potenziali interruzioni prima che abbiano un impatto sulla produzione.
  • Logistica ottimizzata: I gemelli digitali aiutano a semplificare la gestione del magazzino e i programmi di consegna, riducendo i tempi e i costi.
  • Guadagni in termini di sostenibilità: Ottimizzando il consumo di energia e riducendo gli sprechi, i gemelli digitali favoriscono una produzione eco-compatibile.

Le Gigafactories di Tesla, ad esempio, sfruttano la tecnologia dei gemelli digitali per gestire la complessa logistica della catena di fornitura, assicurando che la produzione di batterie e l'assemblaggio dei veicoli rimangano altamente sincronizzati ed efficienti.

Collaborazione migliorata ottimizzata in Cintoo

Un vantaggio fondamentale dei gemelli digitali è la loro capacità di favorire la collaborazione tra diversi team e stakeholder. All'interno di una piattaforma digitalizzata, ingegneri, progettisti, direttori di fabbrica e fornitori possono lavorare insieme in un ambiente virtuale condiviso.

Strumenti e tecnologie nell'ecosistema del gemello digitale

  • AI e Machine Learning: Consentono la manutenzione predittiva e l'automazione intelligente. Utilizzare l'etichettatura degli asset per ottenere una chiara comprensione delle apparecchiature e dei materiali che necessitano di monitoraggio o manutenzione.
  • Sensori IoT: Raccolgono dati in tempo reale sulle condizioni di fabbrica e sulle prestazioni delle macchine.
  • Cloud Computing: Fornisce un accesso continuo ai dati del gemello digitale da qualsiasi parte del mondo.
  • Integrazione AR/VR: Permette ai tecnici di effettuare ispezioni e formazione a distanza.

Ad esempio, Ford ha utilizzato piattaforme di gemelli digitali combinate con tecnologie AR/VR per simulare modifiche alla linea di assemblaggio, garantendo l'efficienza senza interrompere la produzione. Ciò consente ai team interfunzionali di collaborare in remoto, rendendo le operazioni più flessibili e resistenti.

Tutti questi strumenti e ottimizzazioni sono disponibili nella piattaforma Cintoo, che restituisce il controllo ai team di progetto che devono ottimizzare la collaborazione globale in un ambiente virtuale. Strumenti come il monitoraggio in tempo reale, l'etichettatura delle risorse, le annotazioni, le misurazioni automatiche e la possibilità di sovrapporre senza soluzione di continuità i modelli BIM/CAD alle condizioni di installazione per individuare eventuali conflitti aiutano i team a dare un senso ai dati. Utilizzando Cintoo, possono diventare "proprietari" dei dati, ottimizzando la condivisibilità, l'accessibilità e gli approfondimenti guidati dall'azione.

Il caso aziendale: Perché il cambiamento è in atto

L'adozione dei gemelli digitali nelle fabbriche automobilistiche tradizionali non è solo una tendenza, ma una necessità guidata da chiari vantaggi commerciali. Il ritorno sull'investimento (ROI) per l'implementazione dei gemelli digitali è convincente, con aziende che riportano:

  • Riduzione fino al 30% dei costi operativi grazie alla manutenzione predittiva e all'ottimizzazione dei processi.
  • Cicli di sviluppo del prodotto più rapidi del 20-50%, grazie alla progettazione basata sulla simulazione.
  • Migliori tassi di qualità al primo tentativo, riducendo le rilavorazioni e gli sprechi di materiale.
  • Riduzione dell'impronta di carbonio, in linea con gli obiettivi globali di sostenibilità.

Volkswagen, ad esempio, ha implementato i gemelli digitali nei suoi processi produttivi, riducendo i tempi di produzione e migliorando la qualità dei veicoli. La capacità di prevedere e risolvere i problemi prima che si verifichino garantisce maggiore efficienza e soddisfazione dei clienti.

Il futuro della produzione automobilistica

Le fabbriche automobilistiche tradizionali sono sottoposte a una crescente pressione di modernizzazione e la tecnologia dei gemelli digitali offre il percorso perfetto. Creando una rappresentazione virtuale delle loro attività, i produttori possono snellire i processi, migliorare l'efficienza della catena di fornitura e promuovere l'innovazione a un ritmo senza precedenti.

Come dimostrano leader del settore come BMW, Tesla e Ford, i vantaggi dei gemelli digitali sono troppo significativi per essere ignorati. Chi abbraccia questa trasformazione sarà meglio posizionato per competere nel panorama automobilistico in rapida evoluzione, garantendo un futuro più agile, economico e sostenibile per la produzione.