Le industrie manifatturiere stanno affrontando una fase di profonda trasformazione, guidata dall'inarrestabile avanzata verso i veicoli elettrici, la crescente richiesta di semiconduttori, il riorientamento della produzione onshoring e l'impellente necessità di sostenibilità. Queste sfide hanno condotto a un significativo investimento in nuovi sviluppi di fabbriche e nella riorganizzazione delle strutture esistenti. Tuttavia, tale processo si scontra spesso con budget e tempi che tendono a dilatarsi a causa di procedure di pianificazione complesse e manuali, infrastrutture tecnologiche antiquate e strumenti, dati e team disconnessi.
Per superare queste barriere, le aziende stanno abbracciando la digitalizzazione e l'adozione delle cosiddette fabbriche virtuali. Queste ultime sono alimentate da tecnologie avanzate quali i digital twins, l'ecosistema Universal Scene Description (OpenUSD) e l'intelligenza artificiale generativa, aprendo nuovi orizzonti che vanno dalla pianificazione all'operatività.
Una fabbrica virtuale è una rappresentazione digitalmente accurata di una fabbrica reale, permettendo di modellare, simulare, analizzare e ottimizzare processi produttivi, risorse e operazioni senza necessità di prototipi fisici o impianti pilota. Queste soluzioni offrono vantaggi quali la comunicazione semplificata tra i team, la pianificazione contestualizzata, l'ottimizzazione del design delle strutture, e operazioni più intelligenti e ottimizzate.
Un campo di applicazione particolarmente promettente per le fabbriche virtuali è quello dello sviluppo di AI e robotica. Gli sviluppatori possono utilizzare ambienti virtuali per addestrare e testare sistemi AI e robot autonomi che verranno poi impiegati nelle fabbriche fisiche. Questo consente non solo di simulare i movimenti e le attività di lavoratori digitali e robot mobili autonomi, ma anche di perfezionare la gestione delle flotte robotiche affinché queste possano adattarsi alle imprevedibilità del mondo reale e individuare configurazioni ottimali per la collaborazione uomo-robot.
Al cuore delle fabbriche virtuali vi è la necessità di unire diversi strumenti, formati di dati e tecnologie per armonizzare la rappresentazione degli aspetti reali nel mondo digitale. L'OpenUSD, inizialmente sviluppato da Pixar Animation Studios, rappresenta una soluzione fondamentale per l'interoperabilità dei dati, permettendo agli sviluppatori di condividere tipologie diverse di dati attraverso diversi strumenti di simulazione e modelli AI, offrendo così spunti preziosi per tutti gli stakeholders coinvolti.
Per accelerare lo sviluppo dell'ecosistema OpenUSD, grandi nomi quali Pixar, Adobe, Apple, Autodesk e NVIDIA hanno formato l'Alliance for OpenUSD. Questa alleanza sta lavorando alla creazione di standard aperti per USD in ambiti quali specifiche di base, materiali e geometrie.
Casi d'uso industriali mostrano il potenziale trasformativo delle fabbriche virtuali con aziende leader come Autodesk, Continental, Pegatron, Rockwell Automation, Siemens e Wistron che sviluppano soluzioni integrabili con OpenUSD e NVIDIA Omniverse. Questi progetti spaziano dalla ottimizzazione della disposizione degli impianti e della pianificazione dei processi produttivi alla riduzione dei tempi di manutenzione e dei ritardi, dimostrando miglioramenti significativi in termini di efficienza, riduzione dei tempi di produzione e abbattimento dei tassi di difettosità.
Gli sviluppatori interessati a esplorare ulteriormente le possibilità offerte dalle fabbriche virtuali possono accedere a risorse OpenUSD, scaricare il software NVIDIA Omniverse e aggiornarsi tramite i canali social dedicati. Queste tecnologie non solo promettono di rivoluzionare il modo in cui concepiamo e gestiamo le fabbriche, ma offrono anche una strada verso un futuro più sostenibile e efficiente nel settore manifatturiero.
