sponsorizzatoDigitalizzazione nel settore dell'ingegneria impiantistica La Smart Factory inizia dalla progettazione

Perché la continuità digitale, i modelli di dati condivisi e l’ingegneria integrata determinano già nelle prime fasi del progetto il successivo funzionamento dell’impianto.

L’industria farmaceutica e biotecnologica investe oggi in impianti che spesso entreranno in funzione solo tra qualche anno e che saranno poi utilizzati per decenni. Allo stesso tempo è chiaro che, in futuro, questi impianti saranno sempre più digitalizzati, basati sui dati e automatizzati. Ciononostante, molti progetti nascono ancora sulla base di documenti tradizionali, banche dati isolate e sistemi di pianificazione separati. È proprio qui che entra in gioco il dibattito sulla continuità digitale.

Martin Mayer, direttore delle soluzioni digitali presso ZETA, e Matthias Goriupp, direttore dei sistemi personalizzati, ne sono convinti: le tecnologie per una digitalizzazione end-to-end sono disponibili già da tempo. È invece fondamentale tenere conto delle esigenze digitali con sufficiente anticipo nel corso del progetto. «Quando oggi progettiamo impianti che entreranno in funzione solo nel 2031 o più tardi, dobbiamo stabilire già ora quali dati dovranno essere utilizzati in seguito», afferma Mayer. «La Smart Factory non inizia nella fase operativa, ma in quella di progettazione.»

Una banca dati comune anziché soluzioni digitali isolate

Oggi uno skid moderno può essere progettato, simulato e testato digitalmente. Il vero vantaggio, tuttavia, si ottiene solo quando questo sistema può integrarsi perfettamente nell’impianto complessivo. «Uno skid intelligente da solo non basta a rendere intelligente un impianto», sottolinea Mayer. Il valore aggiunto si crea solo quando tutti i sistemi collaborano sulla base di un database coerente.

Anche Goriupp vede in questo una sfida fondamentale: molti fornitori sarebbero oggi in grado di fornire informazioni digitali, ma senza una struttura comune i vantaggi per gli operatori rimangono limitati. Se un bioreattore, un sistema di filtrazione, una centrifuga e altre fasi del processo utilizzano strutture di dati diverse, non si crea un impianto digitale integrato. A suo avviso, l’industria ha quindi bisogno di standard per i dati e le informazioni – simili al Bluetooth – affinché i sistemi parlino la stessa lingua.

Per la progettazione integrata degli impianti ciò significa che i requisiti digitali devono essere definiti già nel bando di gara. Se solo dopo la stipula del contratto si chiarisce in quale ambiente di progettazione si lavorerà o quale modello di dati dovrà essere utilizzato, la realizzazione risulterà notevolmente più complessa e costosa.

Vantaggi economici nell'arco dell'intero ciclo di vita

Le conseguenze della mancanza di continuità dei dati si manifestano in particolare durante l’esercizio. I dati provenienti da diversi elenchi dei fornitori devono spesso essere integrati manualmente, trasferiti in sistemi come SAP e aggiornati nuovamente in caso di modifiche successive. Ogni inserimento multiplo comporta un dispendio di tempo, ritardi e un potenziale di errore. L’integrità digitale persegue quindi un obiettivo semplice: generare le informazioni una sola volta e utilizzarle poi in tutte le fasi, dalla progettazione alla costruzione, dalla qualificazione alla manutenzione e al funzionamento.

In un ambiente integrato, le modifiche apportate, ad esempio, nella sezione R&I vengono automaticamente riportate negli schemi elettrici, negli elenchi dei ricambi o nei modelli 3D. Ciò migliora non solo la documentazione, ma anche la gestione dei ricambi, la pianificazione della manutenzione e le basi per future applicazioni digitali.

Modulare anziché completamente digitale

Nonostante la loro chiara visione della digitalizzazione, Mayer e Goriupp non sostengono una digitalizzazione massima a tutti i costi. Non tutti i progetti richiedono lo stesso grado di digitalizzazione. Soprattutto nel caso di applicazioni semplici o fortemente orientate al prezzo, una soluzione completamente digitale può risultare difficilmente giustificabile dal punto di vista economico.

Anziché soluzioni generiche e universali, occorrono elementi digitali che possano essere selezionati in base alle specifiche esigenze di ciascun progetto. È fondamentale chiarire sin dall’inizio quali informazioni saranno necessarie in futuro e quali basi digitali debbano essere create già oggi a tal fine.

 
 

Componenti digitali di ZETA

• FrameWORKS: piattaforma integrata di dati e ingegneria per modelli informativi coerenti lungo l'intero ciclo di vita dell'impianto.
• INOSIM Insight & INOSIM Foresight: Simulazione delle capacità di processo, dei colli di bottiglia e degli scenari di investimento prima della costruzione e supporto decisionale predittivo durante l’esercizio.
• AutoMATE: soluzioni di automazione per l'integrazione di impianti di processo, strutture dati e flussi operativi.
• VeriTIZE: supporto digitale per la qualificazione, la convalida e la documentazione conforme alle norme GMP.
• MainMATE: supporto digitale per la manutenzione, la gestione delle risorse e il funzionamento a lungo termine degli impianti.

La Smart Factory inizia molto prima della messa in funzione

La conclusione principale emersa dalla discussione: la digitalizzazione del futuro non viene decisa solo durante la fase operativa, ma prende forma già nelle prime fasi di progettazione di un progetto. Sebbene sia possibile digitalizzare gli impianti anche in un secondo momento, in assenza di dati standardizzati e di modelli informativi integrati si verificano discontinuità nei formati, trasferimenti manuali e ulteriori fonti di errore.

Chi in futuro vorrà gestire impianti di produzione autonomi o altamente interconnessi deve creare oggi i dati necessari a tal fine. La Smart Factory non inizia quindi con un Digital Twin o con una singola soluzione software, ma con le decisioni prese molto prima della messa in funzione.