La progettazione di un prodotto è da tempo un equilibrio tra prestazioni, costi, qualità e soddisfazione delle esigenze del mercato. Negli ultimi anni, un nuovo fattore ha acquisito importanza nel processo di progettazione: la sostenibilità.
La sostenibilità si chiede: qual è l'impatto ambientale complessivo durante l'intero ciclo di vita di un prodotto?
Circa l'80% dell'impatto ambientale di un prodotto viene determinato nella fase di sviluppo e progettazione. È in questa fase che vengono prese decisioni sui materiali, le loro fonti, i metodi di produzione, l'efficienza energetica, comprese le emissioni di carbonio e l'uso delle risorse, e la strategia di fine vita del prodotto. Queste decisioni iniziali influenzano le opzioni di progettazione e produzione disponibili nelle fasi successive.
Tuttavia, le considerazioni sulla sostenibilità devono estendersi oltre le operazioni di una singola azienda. Dovrebbero includere fornitori, distributori e partner logistici per catturare un quadro ambientale completo.
Quanto prima vengono prese queste decisioni nel processo di progettazione, tanto maggiore è il potenziale per risultati sostenibili ed economicamente vantaggiosi sia nel prodotto che nei processi di produzione.
Il ruolo dei dati e della digitalizzazione
I dati e la digitalizzazione sono essenziali per implementare un approccio di progettazione olistico. Gli strumenti digitali consentono alle aziende di creare un gemello digitale completo, che può essere utilizzato per simulare, testare e convalidare un prodotto durante il suo intero ciclo di vita.
Strumenti digitali per lo sviluppo sostenibile
I prodotti moderni spesso coinvolgono sistemi complessi che richiedono input da varie discipline ingegneristiche. Questa complessità richiede ambienti digitali affidabili che supportino collaborazione e innovazione.
Gli strumenti di simulazione sono un esempio di come la digitalizzazione supporti lo sviluppo di prodotti sostenibili. Progettisti e ingegneri possono utilizzare questi strumenti per testare e ottimizzare singoli componenti e garantire prestazioni coese tra diversi sistemi e l'intero processo di produzione.
Integrando le valutazioni di sostenibilità fin dall'inizio, i team possono prendere decisioni più consapevoli. Valutare fattori quali emissioni, approvvigionamento dei materiali e scarti di produzione durante la fase di progettazione aiuta a definire uno spazio di progettazione intelligente e sostenibile.
Creazione di un gemello digitale completo
Un gemello digitale completo che si estende alla produzione fornisce preziose informazioni sull'intero ciclo di vita di un prodotto, dai costi logistici e dall'efficienza operativa alle opzioni di fine vita come il riutilizzo o il riciclaggio. Dati accurati aiutano a perfezionare le decisioni e a migliorare le metriche di sostenibilità, supportando la competitività e il controllo dei costi.
Integrazione degli indicatori di sostenibilità
Gli indicatori di sostenibilità dovrebbero essere integrati nel gemello digitale fin dall'inizio. Ciò può includere dati in tempo reale da sensori fisici durante la produzione, la consegna e l'uso del prodotto, abbinati a sensori virtuali che utilizzano modelli predittivi. Inoltre, i dati aziendali possono fornire approfondimenti su fattori quali emissioni di carbonio e costi dei materiali.
La combinazione di sensori fisici e virtuali arricchisce le simulazioni, consentendo alle aziende di apportare miglioramenti iterativi basati sul feedback. L'intelligenza artificiale (IA) e l'apprendimento automatico possono migliorare ulteriormente questo processo identificando discrepanze e consentendo aggiustamenti tramite aggiornamenti o collaborazioni con partner di fornitura.
Progettare per la sostenibilità
Le industrie affrontano la sfida di innovare entro i limiti delle risorse finite. La vera sostenibilità significa progettare prodotti ottimizzati lungo l'intera catena del valore. Ciò richiede un approccio basato sui sistemi che sfrutta i gemelli digitali e un flusso continuo di dati tra ambienti reali e virtuali.
La digitalizzazione e l'automazione generano un'abbondanza di dati, supportando la creazione di gemelli digitali completi che integrano il mondo fisico e quello digitale. Ciò garantisce un uso efficiente delle risorse, aprendo la strada all'ottimizzazione continua di prodotti e processi.
Utilizzando i dati per esplorare diversi scenari e prevedere le prestazioni future, le aziende possono progettare prodotti con una piena consapevolezza del loro impatto ambientale, dando vita a soluzioni superiori e più sostenibili.
Adottando queste pratiche possiamo procedere verso un mondo in cui sostenibilità e innovazione vanno di pari passo.
