Le repliche virtuali di dispositivi, macchine o impianti possono essere impiegate per eseguire simulazioni approfondite prima della realizzazione fisica. Questo utile abbinamento consente di risolvere problemi di progettazione e funzionamento, ma non solo<\/p>\n
di Valerio Alessandroni<\/em><\/p>\n Il gemello digitale (Digital Twin) \u00e8 una replica digitale in tempo reale di un prodotto, un processo o un sistema, che pu\u00f2 essere utilizzata per operazioni di test, diagnostica e analisi ancor prima di creare fisicamente l\u2019oggetto rappresentato. I gemelli digitali combinano quindi tecniche di analisi dei dati, intelligenza artificiale, apprendimento automatico e simulazione, e sono comunemente utilizzati per la modellazione di sistemi Internet of Things (IoT) e di gestione del ciclo di vita del prodotto (PLM). D\u2019altra parte, la quantit\u00e0 dei dati raccolti dai sensori presenti in una macchina o un impianto industriale \u00e8 enorme, tanto che si parla di Big Data, ma se tali dati non vengono aggregati e organizzati in modo da favorire il processo decisionale (diventado quindi informazioni) la loro utilit\u00e0 \u00e8 nulla. L\u2019abbinamento dei mondi fisico e virtuale \u00e8 molto utile, permettendo di risolvere tramite simulazioni i problemi di progettazione o funzionamento, prevenire i tempi di fermo macchina o impianto e pianificare meglio il ciclo di vita del prodotto. Il concetto di gemello digitale non \u00e8 nuovo ma, sotto l\u2019ombrello di Industria 4.0, sta emergendo con nuovo vigore. Per la cronaca, il concetto dei Digital Twin \u00e8 stato introdotto per la prima volta e chiaramente definito da Michael Grieves nel 2003, durante una conferenza presso l\u2019Universit\u00e0 del Michigan. Tuttavia, all\u2019epoca era difficile e costoso implementare il concetto e renderlo disponibile per uso generale. La situazione \u00e8 cambiata da una decina di anni, con lo sviluppo dell\u2019IoT, dell\u2019intelligenza artificiale, dei Big Data e del cloud computing.<\/p>\n Integrare sensori per raccogliere tutti i vari dati in tempo reale<\/strong> Il prototipo virtuale \u00e8 aggiornato a ogni cambiamento del gemello<\/strong> Tre tipologie di Digital Twin<\/strong> Dallo spazio fino alle costruzioni<\/strong> Altri interessanti esempi applicativi<\/strong> Di pari passo con Industria 4.0<\/strong> Le repliche virtuali di dispositivi, macchine o impianti possono essere impiegate per eseguire simulazioni approfondite prima della realizzazione fisica. Questo utile abbinamento consente di risolvere problemi di progettazione e funzionamento, ma non solo di Valerio Alessandroni Il gemello digitale (Digital Twin) \u00e8 una replica digitale in tempo reale di un prodotto, un processo o un …<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":924,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":"","_seopublitec_title":"","_seopublitec_meta_desc":"","_seopublitec_keyphrases":"","_seopublitec_canonical":"","_seopublitec_noindex":false,"_seopublitec_nofollow":false,"_seopublitec_og_title":"","_seopublitec_og_desc":"","_seopublitec_twitter_title":"","_seopublitec_twitter_desc":"","_seopublitec_twitter_image":"","_seopublitec_og_image":"","_seopublitec_twitter_card":"","_seopublitec_cornerstone":false,"_seopublitec_score":""},"categories":[27],"tags":[],"class_list":["post-918","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tecnologie"],"openstation_lock":null,"openstation_contributors":[],"openstation_attached_media":[924],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.publiteconline.it\/controlloemisura\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/918","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.publiteconline.it\/controlloemisura\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.publiteconline.it\/controlloemisura\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.publiteconline.it\/controlloemisura\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.publiteconline.it\/controlloemisura\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=918"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.publiteconline.it\/controlloemisura\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/918\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":920,"href":"https:\/\/www.publiteconline.it\/controlloemisura\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/918\/revisions\/920"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.publiteconline.it\/controlloemisura\/wp-json\/wp\/v2\/media\/924"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.publiteconline.it\/controlloemisura\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=918"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.publiteconline.it\/controlloemisura\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=918"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.publiteconline.it\/controlloemisura\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=918"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\nPer ottenere un Digital Twin, occorre in primo luogo integrare negli oggetti interessati dei sensori per raccogliere in tempo reale dati sul loro stato, sulle condizioni di funzionamento, sulla posizione fisica e cos\u00ec via.
\nQuesta, appunto, \u00e8 la connessione con l\u2019Internet of Things.
\nGli oggetti \u201cintelligenti\u201d sono quindi collegati a un sistema basato su cloud che riceve ed elabora tutti i dati, permettendo di eseguire analisi in base alle specifiche esigenze o in base ad altri dati, per esempio dati storici.
\nIn questo modo, nell\u2019ambiente virtuale si possono trarre delle conclusioni o scoprire e analizzare delle opportunit\u00e0 successivamente applicabili al \u201cgemello\u201d fisico. Per esempio, sar\u00e0 possibile modificare un progetto per evitare delle criticit\u00e0 individuate sul \u201cgemello\u201d virtuale, oppure si potranno ottimizzare determinate attivit\u00e0 di produzione avendone simulato i risultati.
\nIl gemello digitale consente inoltre di realizzare una situazione manutentiva ideale, dove un tecnico in loco e uno specialista remoto, collegati via internet, possono accedere agli stessi dati e discutere il da farsi.<\/p>\n
\n\u00c8 interessante osservare che il prototipo virtuale di un oggetto \u00e8 \u201cvivo\u201d e dinamico, il che significa che viene aggiornato ogni volta che il suo gemello fisico subisce cambiamenti. \u00c8 anche in grado di apprendere, assorbendo le conoscenze delle persone, delle macchine e dell\u2019ambiente in cui esiste. Pi\u00f9 in dettaglio, il modello dei Digital Twin definito da Grieves consiste di tre parti principali: prodotti fisici nello spazio reale, prodotti virtuali nello spazio virtuale e dati connessi che legano fra loro i prodotti fisici e virtuali.
\nI gemelli digitali devono infine soddisfare tre requisiti: avere un aspetto identico all\u2019oggetto originale, compresi tutti i dettagli minori; comportarsi allo stesso modo dell\u2019oggetto originale durante i test; essere in grado di analizzare le informazioni sull\u2019oggetto originale, prevedere possibili problemi e suggerire soluzioni.<\/p>\n
\nI cosiddetti Product Twin sono modelli di specifici prodotti, utilizzati prima di impostare una linea di produzione per analizzarne il comportamento in condizioni diverse e i problemi che potrebbero verificarsi. Di conseguenza, i gemelli digitali di prodotto aiutano a ridurre le spese di produzione e il time-to-market, migliorando la qualit\u00e0. In seguito, i gemelli di prodotto possono essere utilizzati per controllare le prestazioni del prodotto nel mondo fisico. I Process Twin simulano invece i processi di produzione. Un processo di produzione virtuale permette di creare diversi scenari e mostrare cosa accadr\u00e0 in diverse situazioni, consentendo di sviluppare la metodologia di produzione pi\u00f9 efficiente. Il processo pu\u00f2 essere ulteriormente ottimizzato con l\u2019aiuto di gemelli di prodotto per ogni apparecchiatura coinvolta, permettendo di eseguire una manutenzione preventiva ed evitare costosi tempi di fermo impianto.
\nLe operazioni di produzione saranno pi\u00f9 sicure, veloci ed efficienti. I System Twin, infine, sono modelli virtuali dell\u2019intero sistema, come un impianto o una fabbrica.
\nRaccolgono enormi quantit\u00e0 di dati operativi prodotti all\u2019interno del sistema, acquisiscono informazioni e creano nuove opportunit\u00e0 di business per ottimizzare tutti i processi. Ma vediamo qualche esempio reale.<\/p>\n
\nPonendosi l\u2019obiettivo di utilizzare, mantenere o riparare dei sistemi non accessibili fisicamente, la NASA \u00e8 stata tra i primi a provare una tecnologia di simulazione simile a quella che oggi chiamiamo dei Digital Twin, fin dai primi giorni dell\u2019esplorazione spaziale.
\nE quando il disastro ha colpito Apollo 13, \u00e8 stata questa tecnologia a salvare la missione, utilizzando sistemi virtuali sulla Terra. Oggi, i gemelli digitali possono essere utilizzati non solo in campo spaziale, ma anche nella produzione, nel settore dell\u2019energia, nei trasporti e nelle costruzioni.
\nOggetti complessi come motori di aerei, treni, piattaforme offshore e turbine possono essere progettati e testati in modo digitale prima di essere prodotti fisicamente. Un esempio molto significativo \u00e8 quello che, a Milano, si pu\u00f2 considerare uno spartiacque nel campo della progettazione, della manutenzione e della gestione di immobili e opere civili: la copia digitale dinamica della stazione Centrale di Milano che \u00e8 stata realizzata utilizzando circa 6.000 fotografie. Grazie alla tecnologia Digital Twin diventa pi\u00f9 facile interagire con l\u2019immobile per gli scopi pi\u00f9 differenti: testare nuove soluzioni architettoniche o verificare piani di sicurezza, pianificare ed effettuare ispezioni agli impianti, o archiviare le informazioni necessarie alla gestione e manutenzione dei singoli componenti.<\/p>\n
\nAnche nel campo del legno i gemelli digitali di macchine e utensili basati su Cloud si stanno rivelando utilissimi per processi di lavorazione pi\u00f9 efficienti, la veloce preparazione degli ordini e la documentazione del ciclo di vita delle macchine. Un ultimo esempio: un leader mondiale nella progettazione e produzione di pompe e sistemi sta ampliando l\u2019utilizzo del software di simulazione ANSYS per sfruttare la potenza dell\u2019Internet of Things, e creare una versione digitale dei suoi prodotti. L\u2019azienda utilizzer\u00e0 i Digital Twin per offrire ai propri clienti qualit\u00e0 e prestazioni di prodotto potenziate, maggiore capacit\u00e0 di sviluppo, manutenzione ottimizzata e riduzione dei costi e dei rischi associati ai tempi di inattivit\u00e0 non pianificati.
\nSar\u00e0 inoltre possibile analizzare le prestazioni dei prodotti in condizioni operative reali, e sulla base di questi dati prevedere le performance future.<\/p>\n
\nIn conclusione, il modo di fare impresa e soprattutto le modalit\u00e0 di progettazione, produzione e gestione dei prodotti realizzati stanno cambiando in modo sostanziale, grazie al supporto delle tecnologie che fanno capo alla digitalizzazione e a Industria 4.0. Il mondo fisico si traspone in un mondo composto da gemelli digitali che, attraverso la modellazione e i big data, permettono di capire quali siano le aree (prodotto, processo, supply chain, modello di business) su cui intervenire per migliorare l\u2019efficienza funzionale e operativa. Industria 4.0 e Digital Twin sono quindi due espressioni destinate ad andare di pari passo, per stabilire continuit\u00e0 tra la progettazione e la produzione.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"