venerdì 7 Ottobre 2022

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Introduzione al modello Digital Twin: la tecnologia abilitante che conduce al futuro

L’innovazione industriale del prossimo decennio vedrà tra i suoi protagonisti la tecnologia del digital twin. Assisteremo dunque alla proliferazione di gemelli digitali che consentiranno di gestire sistemi complessi, fornendo una notevole quantità di informazioni strategiche per l’efficientamento di processi e prodotti. Il crescente impiego dei digital twin è e sarà garantito dallo sviluppo combinato di Internet of Things, sistemi cloud, Intelligenza Artificiale e Blockchain.

Significato del termine

Un digital twin è una replica virtuale di risorse fisiche equivalenti a oggetti, persone, processi, luoghi, infrastrutture, sistemi e dispositivi. Si tratta, in altri termini, di un modello virtuale altamente complesso, che è l’esatta replica del suo corrispettivo fisico. Da queste definizioni si intuisce come la realizzazione di un gemello digitale richieda l’esistenza di:

  • prodotti fisici nello spazio reale;
  • prodotti virtuali nello spazio virtuale;
  • sistemi di collegamento del flusso di dati e informazioni, i quali uniscono lo spazio fisico a quello virtuale e ai suoi sottospazi.

Voce ai sensori

I gemelli digitali forniscono una fotografia, in tempo reale, dello stato dell’oggetto fisico, attraverso una rappresentazione tridimensionale dei suoi aspetti a livello meccanico, geometrico ed elettronico.
La presenza di sensori, collocati sulle aree funzionali del prodotto fisico, consente infatti la registrazione di dati su diversi aspetti delle prestazioni dell’oggetto, tra cui temperatura, energia utilizzata e prodotta, condizioni meteorologiche e molto altro. 

Un duplice risultato

L’analisi di queste informazioni risulta strategica per due attività complementari: il monitoraggio e la manutenzione predittiva. Il flusso continuo di dati permette al gemello digitale di eseguire simulazioni, rilevare e analizzare eventuali problemi di prestazione e studiare possibili miglioramenti.

Grazie allo sviluppo delle tecnologie dell’Industria 4.0, oggi quasi la metà delle aziende (48%, secondo Gartner), impegnate in progetti basati sull’IoT, sta utilizzando digital twin per ottimizzare i processi e i prodotti.
Le informazioni riguardanti le prestazioni e lo stato di salute di macchinari o impianti, ricavate dai sensori, consentono di rilevare malfunzionamenti, efficientare le prestazioni e programmare eventuali interventi manutentori. 

digital twin

I vantaggi del modello

Secondo la modalità appena descritta, il gemello digitale permette di abilitare la manutenzione predittiva, riducendo i costi di riparazione ed evitando tempi di fermo macchina deleteri per la produzione e l’economia dell’azienda. Inoltre, grazie ai dati rilevati, è possibile monitorare il consumo energetico e intervenire sui processi che comportano sprechi di energia. 

La soluzione a sistemi complessi

Le aziende stanno iniziando a collegare massicce reti di gemelli intelligenti per creare repliche virtuali di intere fabbriche. La tecnologia digital twin aiuta a regolamentare i rapporti tra i diversi reparti in un’ottica di condivisione e collaborazione che facilita l’immissione sul mercato di prodotti altamente funzionali. Secondo il concetto di azienda estesa o di supply chain collaborativa, i digital twin favoriscono la massima trasparenza informativa in fase di progettazione e realizzazione.

Le opportunità per la vendita al dettaglio

L’industria non è, però, l’unico settore ad aver dimostrato un profondo interesse verso la tecnologia del digital twin. Grazie alla loro capacità di migliorare l’esperienza del cliente, i gemelli digitali si stanno diffondendo anche nel retail, consentendo ai rivenditori di modellare asset, magazzini, flussi logistici, posizioni di inventario, persone e processi. Tale tecnologia aiuta, inoltre, le aziende a prevedere il comportamento dei consumatori e a sviluppare esperienze di vendita customizzate.

Una sanità su misura

In un’ottica simile, il modello del digital twin ha la potenzialità di rivoluzionare l’assistenza sanitaria, con terapie personalizzate rispetto alle caratteristiche e ai bisogni di ciascun paziente. La replica virtuale consente infatti la consultazione del quadro completo del paziente e la scelta della terapia più adeguata, attraverso la sperimentazione delle procedure in un ambiente simulato.

Il digital twin building

In quanto sistemi complessi, gli smart building rappresentano un altro ambito in cui si sta diffondendo l’impiego dei digital twin. Il gemello digitale si configura non solo come il corrispettivo virtuale dell’edificio, ma anche come un modello articolato delle interazioni di persone e processi con l’ambiente, in altri termini come una replica digitale dinamica.
Il modello permette così di gestire in modo efficiente i vari sistemi dell’edificio e di analizzare la risposta dinamica dello stesso ai cambiamenti nell’occupazione o nella fornitura di energia. Inoltre, l’analisi dei dati favorisce la pianificazione di interventi di manutenzione predittiva, migliorando il comfort degli occupanti.

E sono diversi gli ambiti che si stanno affacciando al digital twin, attratti dalle molteplici potenzialità di tale tecnologia. Smart city, sport and entertainment stanno sperimentando la novità con risultati convincenti. Che il futuro sia dunque contraddistinto da un diffuso e permeante gemellaggio digitale?

Fonti: digital4.biz, innovationpost.it

Fonte immagine: digi.com

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