Dietro al concetto di “Digital Twin” c’è più di una replica virtuale del mondo fisico
Le copie di prodotti, processi, fabbriche e intere città già popolano il nostro presente
Una replica digitale per conoscere, progettare, mo- nitorare e comunicare con il mondo reale. Alla base del concetto di “digital twin”, già presente da qualche decennio, c’è il principio secondo il quale la relazione tra mondo fisico e virtuale funziona meglio se l’informazione viaggia in entrambi i sensi. Ma anche quello per cui dove non arriva l’originale, ci pensa la copia.
Tutto (o quasi) può avere un proprio gemello virtuale: dalle singole parti di un macchinario a un prodotto, da un processo a una performance, dai sistemi, cioè diversi macchinari coinvolti in attività simili, alle intere aziende, come è il caso delle fabbriche digitali. Il Gruppo Renault, ad esempio, ha recentemente annunciato un’accelerazione del processo di digitalizzazione con il primo Metaverso industriale. Il 100% delle sue linee di produzione è connesso (8.500 impianti), il 90% dei flussi di approvvigionamento è costantemente monitorato e il 100% dei dati della Supply Chain è ospitato nel Metaverso del gruppo, esatta replica del mondo fisico gestita in tempo reale.
Il punto di partenza è sempre costituito dalla parte fisica, che sia un oggetto o un processo. Il secondo è la sua replica digitale, che vive completamente nello spazio virtuale. Le due componenti dialogano fra loro, a diversi livelli e a seconda della complessità. Infatti, diverse tecnologie che rendono possibile l’attuazione di modelli di digital twin stanno vivendo ora una fase, se non compiuta, decisamente avanzata. Ad esempio la sensoristica, la gestione dei dati, la blockchain e l’intelligenza artificiale ma anche la cybersecurity.
Esistono tre tipi di digital twin: analitico, data driven e ibrido
Nel primo caso i dati vengono analizzati in base a regole già note e predefinite, nel secondo caso si applicano tecniche di Machine Learning, nel terzo caso entrambi gli approcci. In tutti e tre gli approcci viene restituito un risultato che torna al sistema fisico, ad esempio tramite la presentazione su uno schermo. Dal design al monitoraggio della produzione, dalla manutenzione all’analisi del ciclo di vita, quello del gemello virtuale è una strategia tecnologica sempre più centrale.
Dalle città che realizzano le loro corrispondenti versioni codificate, a chi già prospetta di duplicare l’intero pianeta per ragioni ambientali, esiste già un mondo parallelo di copie. Nel campo dell’edilizia ad esempio si utilizza per manutenzione predittiva e ottimizzazione del consumo energetico, rendendo più efficienti quei processi che comportano sprechi di energia.
Il premio internazionale “buildingSmart openBim awards 2022” nella categoria asset management, quest’anno è andato a Minnucci associati, Engisis e Ibn, che hanno proprio lavorato alla strategia per lo sviluppo del gemello digitale per il primo smart district d’Italia, il Chorus Life Bergamo.
La ricerca per le applicazioni industriali produce importanti risultati. Al dipartimento di Ingegneria elettrica e dell’Informazione del Politecnico di Bari è stata progettata una linea produttiva di componenti powertrain per auto elettriche.
Grazie al gemello digitale è stato possibile effettuare anche il virtual commissioning dell’impianto, cioè la simulazione del suo funzionamento prima ancora di installare i macchinari. Il mercato corre in questa direzione, ed è recente la notizia della suite di strumenti per la creazione di digital twin sviluppata dalla multinazionale Altair.
Una soluzione che copre le fasi pre e post produzione, con set che coprono i requisiti del sistema, la validazione, la previsione delle prestazioni nel mondo reale e lo sviluppo semplificato di prodotti meccatronici. Ma anche strumenti che consentono ai team di valutare le dinamiche avanzate dei sistemi virtuali in scenari “what-if”, di implementare la modellazione di ordine ridotto (ROM) e di individuare le criticità dei progetti.
Anche Bentley Systems, società di software per l’ingegneria delle infrastrutture, ha presentato recentemente la propria piattaforma: una combinazione di sistemi aziendali che copre l’intero ciclo di vita e la catena del valore delle infrastrutture globali, a cui sono state aggiunte nuove funzionalità di digital twin, che consentono revisioni e convalide dei progetti.
Ai gemelli virtuali dei prodotti guarda infine anche la moda. Confindustria Firenze a inizio dicembre ha presentato i casi di di- verse startup toscane, in occasione dell’evento “Metaverso&Co”. Aziende come Dresso e DotZero, utilizzano gli Nft come digital twin dei prodotti e ne hanno tutto da guadagnare: tracciabilità dei prodotti, certificato di autenticità e arma contro le frodi.
