Prodotti più sicuri e di qualità e processi integrati nativamente con il Model Based System Engineering e il Virtual Twin

Pubblicato il 23 gennaio 2023

23La trasformazione digitale del mondo industriale prevede l’utilizzo di un grado elevato di tecnologia lungo l’intero ciclo di vita del prodotto. Le funzionalità sofisticate dei sistemi di nuova generazione, però, non sempre vengono sfruttate appieno. A volte, infatti, i team di ingegneri si occupano delle attività di analisi, design, sviluppo, testing e validazione in modo indipendente e senza coordinazione. Si generano così grandi quantità di dati difformi che rendono poi complessa la condivisione tra i vari reparti produttivi della conoscenza, delle metodologie e di eventuali criticità riscontrate lungo il processo.

La soluzione a questo problema è data dal Model Based System Engineering (MBSE), un approccio progettuale basato sul digitale che sfrutta le potenzialità dei sistemi cyber-fisici, dell’IoT e dell’intelligenza artificiale per sopperire alle carenze di controllo sull’ingegneria del progetto. Il MBSE, inoltre, scongiura il rischio di errori dovuto alla scarsa comunicazione tra le varie applicazioni impiegate lungo il processo.

Grazie all’utilizzo dell’approccio MBSE, gli ingegneri ‘parlano’ la stessa lingua attraverso l’uso di modelli, favorendo così l’integrazione dello sviluppo dei componenti meccanici, elettrici, elettronici e informatici in un’unica piattaforma. È possibile modellare un sistema interdisciplinare e simularne gli aspetti funzionali, logici e fisici in modo completo, arrivando a comprendere sia la visione d’insieme sia la visione di dettaglio lungo l’intero ciclo di vita. Si tratta del cosiddetto gemello virtuale (Virtual Twin), una replica digitale esatta del prodotto e della sua evoluzione nel tempo.

Grazie al Virtual Twin e al MBSE è possibile realizzare sistemi sempre più complessi in modo semplice, ottimizzando ed apportando le migliorie al gemello digitale ben prima di arrivare al prodotto finale, evitando così costosi sprechi; i modelli virtuali ottenuti, inoltre, sono riutilizzabili e adattabili, e consentono di risparmiare tempo nello sviluppo di progetti futuri.

Catia e la piattaforma 3DEXPERIENCE di Dassault Systèmes

Gli universi virtuali basati sulla piattaforma 3DEXPERIENCE di Dassault Systèmes contribuiscono ad accelerare l’innovazione sostenibile e ad abilitare una produzione più flessibile, generando valore per le aziende. I vantaggi dell’utilizzo degli applicativi scalabili e personalizzabili della 3DEPERIENCE si esplicano non solo a livello di produzione, ma anche per il marketing, le vendite e il customer care, migliorando l’esperienza dei clienti e offrendo nuovi strumenti di feedback volti a ridurre le richieste di assistenza.

Catia, parte della piattaforma 3DEXPERIENCE, offre la capacità non solo di modellare qualsiasi prodotto attraverso il suo ambiente di progettazione CAD, ma di farlo nel contesto del suo comportamento atteso (behavior), grazie alle sue applicazioni MBSE. In questo modo architetti di sistemi, ingegneri, progettisti, professionisti e collaboratori condividono gli strumenti per sviluppare e definire prodotti di successo.

Le dashboard 3DEXPERIENCE di Catia guidano la business intelligence, la progettazione condivisa in tempo reale e la collaborazione tra tutti gli stakeholder, compresi i lavoratori da remoto. La piattaforma inoltre è facilmente integrabile con processi e strumenti eventualmente già in essere, in virtù della sua caratteristica di accessibilità e “openness”; ciò consente a più discipline di sfruttare applicazioni specialistiche potenti e integrate in tutte le fasi del processo di sviluppo del prodotto.

L’ambiente collaborativo, sicuro e affidabile di Catia è disponibile on premise e on cloud, e permette ai collaboratori di un progetto di utilizzare i dati quando necessario, rendendoli subito disponibili per la massima agilità dei flussi di lavoro, e in tutta sicurezza grazie all’assegnazione di ruoli specifici.

Modellazione 3D con Catia: settori e applicazioni

Un processo ingegneristico più snello, basato sul MBSE e sul Virtual Twin, consente di ridurre il fabbisogno di materiali e di consumare meno energia. I vantaggi sono evidenti per tutti i settori industriali.

In ambito aerospace, l’italiana Sky Eye Systems progetta e costruisce sistemi a pilotaggio remoto, e si avvale delle potenti capacità di modellazione delle superfici di Catia per garantire prestazioni aerodinamiche ottimali nell’UAS Rapier X-25, per sviluppare componenti in materiali compositi e per migliorare le caratteristiche di peso dei suoi aeromobili, confrontando in tempo reale diversi materiali e geometrie per scegliere poi il più adatto.

Anche nell’automotive l’adesione alla piattaforma 3DEXPERIENCE si dimostra vincente, come dimostra il caso di Forvia Faurecia, fornitore di tecnologia automobilistica a livello mondiale che utilizza la piattaforma di Dassault Systèmes per gestire e unificare le proprie attività produttive globali, e per ottenere flussi di dati continui durante tutto il ciclo di vita del prodotto. La gestione del PLM è affidata alla soluzione Catia: nell’industria automobilistica la digitalizzazione è un must, ed è necessario essere in grado di sviluppare prodotti più velocemente che mai. Per farlo, occorre integrare completamente i processi, in modo da poter replicare i modelli progettuali e le architetture di stabilimento in modo rapido, in modo da sfruttare al massimo le capacità produttive dei singoli siti.

L’industria dei trasporti è un altro ambito importante per la modellazione 3D. Il gruppo Irizar, che costruisce autobus e pullman di nuova generazione, usa Catia per progettare e simulare in 3D tutti i componenti, tra cui il telaio dell’autobus, le batterie, i serbatoi del gas, le infrastrutture e i sistemi di trazione, combinandoli in un unico ambiente ed eseguendo tutti i test in virtuale; in questo modo, i tempi di sviluppo si riducono del 25%, e gli errori in produzione vengono tagliati del 17%.

Il costruttore di yacht di lusso Heesen Yachts introduce nel marine la progettazione virtuale in 3D di Catia, che permette all’azienda di realizzare yacht personalizzati fin nel mimino dettaglio in tempi brevi, e di ottimizzare in modo intelligente lo spazio interno dello yacht.

Il medicale trae notevoli vantaggi dalla prototipazione virtuale. Biomodex sviluppa nella piattaforma 3DEXPERIENCE con la soluzione Catia simulatori aptici biorealistici per le prove di procedure complesse e la formazione avanzata dei medici, e utilizza la piattaforma 3DEXPERIENCE sul cloud per progettare gemelli virtuali di organi che simulano accuratamente le proprietà biomeccaniche dei tessuti umani durante le procedure mediche.

Nel packagingProcter & Gamble si affida a Catia per creare più rapidamente artwork e forme di imballaggi che rispondano meglio alle esigenze dei consumatori, soddisfacendo al contempo i requisiti di producibilità e di idoneità allo scaffale dei punti vendita. L’analisi dei modelli in ambiente digitale consente di selezionare di volta in volta il prototipo più adatto ad essere poi realizzato.

Nel settore delle costruzioniAssembly OSM utilizza Catia per sfruttare al massimo la flessibilità e scalabilità della modellazione 3D: l’azienda vuole costruire uno spettro continuo di opzioni realizzabili in modo parametrico, creando un ponte tra produzione industriale e customizzazione. L’obiettivo: costruire edifici ed infrastrutture in modo intelligente e sostenibile, evitando gli sprechi e le emissioni.

Il gruppo Maschio Gaspardo produce attrezzature agricole per la lavorazione del terreno, la semina, la fertilizzazione, il trattamento delle colture. L’azienda è stata tra i pionieri nell’adozione di Catia sin dai primi anni ’90, utilizzandolo per la progettazione e realizzazione di componenti meccanici. Catia è un’applicazione altamente visiva e intuitiva che consente di rinunciare ai prototipi fisici ed è facile da imparare. Con la piattaforma 3DEXPERIENCE, tutto il lavoro può poi essere condiviso: un ingegnere progetta gli elementi di semina, un altro il sistema di trasmissione e un altro ancora i vari componenti.

Attenzione anche alla sicurezza nel mondo dei toys: lo studio Pasotti Design crea giocattoli in plastica per bambini, e con Catia può verificare che tutti i parametri di idoneità e sicurezza vengano rispettati, oltre a poter realizzare giocattoli con meno plastica grazie all’analisi in virtuale effettuata col MBSE.

Altro campo applicativo è quello del fashion&luxurySaint-Honoré Paris produce accessori per i più noti brand di moda, e con Catia tutti i modelli 3D e gli stampi vengono salvati in cloud, rendendo molto più veloce la personalizzazione da bozzetto dei vari pezzi.

 

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