Daniel Casarin – Imprenditore ed analista indipendente, si dedica al mondo della comunicazione, del marketing, del business design e della trasformazione digitale.
L’evoluzione tecnologica sta proiettando il panorama delle imprese verso l’industria 4.0.
Si tratta di uno scenario in cui i processi di produzione automatizzati e interconnessi diventano cruciali grazie all’introduzione di nuove tecnologie digitali sempre più impattanti. Tra queste tecnologie il modello Digital Twin , che tradotto significa “gemello digitale”, è sicuramente una delle innovazioni più incisive e rivoluzionarie. Ma, con un nome così evocativo, in realtà, il Digital Twin cos’è ?
Trattandosi di tecnologia avanzata, capire cos’è il Digital Twin può essere complesso. Per questo, nell’articolo forniremo tutte le informazioni chiave nel modo più chiaro ed esaustivo possibile, per delineare un quadro completo su:
Origine, presente e sviluppo futuro del Digital Twin
Benefici e applicazioni del Digital Twin
Se il potere dei dati sta diventando centrale , le aziende che vogliono rimanere competitive devono conoscere le tecnologie, basate sui dati , che consentono di sviluppare e migliorare le loro performance. È proprio in un simile contesto che emerge il concetto di Digital Twin: una replica digitale di un oggetto fisico o di un sistema intangibile come, per esempio, un processo di produzione.
Sulla base di queste premesse, ecco quali sono gli argomenti che affronteremo nell’articolo:
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Digital Twin cos’è: una definizione
Il Digital Twin è una rappresentazione virtuale di un oggetto o di un’entità che fanno parte del mondo reale . Il gemello digitale può essere la copia virtuale di prodotti, processi, ambienti, infrastrutture, sistemi, dispositivi addirittura persone. Grazie ai dati che collegano i due piani, reale e virtuale, il Digital Twin si comporta in modo identico alla sua controparte reale .
Il Digital Twin, in definitiva, presuppone quattro fattori :
Un’entità fisica nel mondo reale
Il gemello digitale nel mondo virtuale
I dati operativi o esperienziali della controparte fisica
Un modello informativo che correla e presenta quei dati
Questa nuova tecnologia ha un potenziale molto alto perché consente di esaminare, modificare, testare quello che è reale , senza interagire in modo diretto con l’entità concreta di cui, appunto, è gemella.
Il Digital Twin replica i processi del suo riferimento reale e consente di evitare conseguenze negative tangibili. Permette, inoltre, di prevedere i possibili risultati delle prestazioni nel mondo reale . Allo stesso tempo, individua i problemi che l’elemento concreto rischierebbe di subire .
Tipi di gemelli digitali
I gemelli digitali non hanno tutti le stesse caratteristiche. La loro tipologia dipende dall’ambito di applicazione in cui vanno a interagire con i corrispettivi reali e varia a seconda della quantità di informazioni che devono elaborare. In base a queste scelte essi assumono diversi gradi di complessità .
Per scegliere una certa tipologia di gemello digitale, per prima cosa, occorre stabilire quali dovrebbero essere le sue funzioni . Possiamo individuare diverse applicazioni di questa tecnologia. Le principali azioni che l’uso del Digital Twin consente sono:
Il monitoraggio
L’avviso per eventuali anomalie
Il suggerimento di soluzioni
L’analisi avanzata dei dati
I modelli virtuali dei Digital Twin sono divisi in tre categorie a seconda di quello che simulano.
Digital Twin cos’è: un prodotto virtuale
Impostare un prototipo virtuale consente di analizzare il comportamento del prodotto in diverse condizioni , così da far emergere eventuali criticità. La conoscenza di come si comporterebbe il prodotto, e la scoperta tempestiva di possibili problemi, consente di modificarne design e linea di produzione prima di immetterlo sul mercato. Questo è chiaramente un notevole vantaggio per l’ottimizzazione di tutta la catena di produzione .
Digital Twin cos’è: un processo virtuale
Si possono creare gemelli capaci di simulare interi processi . In questo caso, l’ambiente virtuale consente di individuare le eventuali problematiche , testando e monitorando il processo in diversi scenari.
Il gemello digitale permette di verificare cosa accade al processo di produzione a determinate condizioni . Le aziende possono così, se necessario, correggere gli errori in ogni fase e avviare strategie di sviluppo più efficienti. In questo modo, si evitano tempi di inattività e tutte le operazioni del processo diventano più sicure, rapide e profittevoli.
Digital Twin cos’è: un sistema virtuale
Con i gemelli digitali è possibile replicare interi sistemi organizzativi come, ad esempio, un’organizzazione aziendale. Questa applicazione implica l’analisi di grandi quantità di dati , provenienti da un insieme di settori.
Il sistema virtuale consente di approfondire l’analisi dell’intera struttura: sia per evidenziare gli eventuali colli di bottiglia, ad esempio nel passaggio delle informazioni interne, sia per trovare soluzioni sistemiche alternative. Tutto questo comporta la possibilità di rafforzare e salvaguardare l’integrità del sistema reale stesso, oltre al vantaggio di poter individuare nuovi sviluppi.
“Se il potere dei dati sta diventando centrale, le aziende che vogliono rimanere competitive devono conoscere le tecnologie, basate sui dati, che consentono di sviluppare e migliorare le loro performance.”
Cos’è il Digital Twin per le aziende
Man mano che andiamo avanti nell’analisi della tecnologia Digital Twin, identificata da Gartner già nel 2020 come una delle cinque tendenze emergenti che guideranno l’innovazione tecnologica per il prossimo decennio, emerge in modo chiaro che non si tratta di un avanzamento tecnologico tra gli altri, ma è una innovazione destinata a sconvolgere la quotidianità soprattutto delle aziende di ingegneria, produzione e servizi. Si tratta di un imperativo tecnologico che accelera lo sviluppo delle imprese in maniera esponenziale e segna un netto cambiamento rispetto alla consuetudine delle attività aziendali.
I modelli digitali consentono alle aziende di raccogliere informazioni di grande valore , intuizioni che servono per ottimizzare i processi decisionali e strategici e i processi di produzione. La loro primaria importanza e utilità consiste nel fatto che possono influire a monte della progettazione, risolvendo eventuali complicanze o problemi , in modo efficiente, fin dal principio.
L’approccio con il Digital Twin può essere inglobato e può incidere in settori aziendali diversi, come:
Marketing
Commercio
Produzione
Strategico-decisionale
Assistenza clienti
L’uso del gemello digitale a livello di sistema, ad esempio, consente di avviare una collaborazione trasversale tra i vari team dell’azienda per gestire sistemi complessi in modo più collaborativo. Grazie ad attività interattive e interconnesse, consentite dalla possibilità di movimento nell’ambiente digitale, aumenta il coinvolgimento da parte di tutti i partecipanti a uno specifico progetto .
Come funziona la tecnologia Digital Twin
Ora che abbiamo descritto cos’è la tecnologia Digital Twin, in generale e per le aziende, approfondiamo in che modo funziona. Alla base ci sono tecniche innovative di visualizzazione .
Coloro che utilizzano la tecnologia Digital Twin possono identificare visivamente problemi interni a oggetti fisici, o a sistemi e flussi di attività, senza dovervi accedere fisicamente. Questa possibilità permette agli utenti di risolvere le situazioni evitando di correre personalmente alcun rischio . Esiste una fondamentale implicazione legata all’aspetto della sicurezza fisica.
Monitorando, inoltre, cosa succede al gemello digitale immerso in diversi scenari, si ottengono dati utili ad alimentare la potenzialità predittiva . Le aziende possono analizzare le attività del:
Passato: per comprendere quali sono stati gli errori
Presente: per visualizzare le condizioni del momento e analizzarle
Futuro: per prevenire gli eventuali ostacoli che potrebbero ancora emergere
A cosa serve il modello digitale
Se hai ancora dubbi nell’accettare l’adozione di un modello digitale, scopri perché questa tecnologia può invece essere strategica per la tua azienda . Il gemello digitale può:
Vedere: visualizzare la situazione del momento , attraverso il collegamento con uno specifico programma software e sulla base di dati ottenuti con i sensori e i dispositivi applicati al gemello reale
Ottimizzare: modificare le impostazioni operative, per individuare la configurazione migliore in base agli obiettivi desiderati e in relazione ai processi e alle risorse presenti
Scoprire: apprendere dai dati raccolti . Questo significa che non si limita a rilevare i problemi ma elabora soluzioni alternative tra cui scegliere quella più efficace
E adesso non ci resta che elencare, nello specifico, tutti i vantaggi dell’uso dei modelli digitali .
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Quali sono i vantaggi dei gemelli digitali
In generale, i gemelli digitali consentono di:
Avere il pieno controllo di un processo di produzione
Risparmiare tempo e risorse economicheGarantire una maggiore sicurezza fisica nelle verifiche dell’operatività dei prodotti, nell’uso e nella riparazione dei macchinari
Abbiamo sottolineato che, attraverso il monitoraggio delle funzionalità e l’analisi dei dati, è possibile migliorare interi flussi e optare per scelte strategiche più vantaggiose , addirittura a livello di sistema generale dell’impresa. La tecnologia Digital Twin cos’è, se non un’efficiente soluzione innovativa per trasportare l’operatività verso nuovi orizzonti?
Con i gemelli digitali si accelerano i tempi, si riducono gli sprechi, vengono risolte le eventuali criticità . E identificare e isolare un problema attuale vuol dire avere l’opportunità di evitarlo in futuro.
Grazie al Digital Twin, ricerca e sviluppo procedono di pari passo per incrementare le performance aziendali. È possibile, per di più, occuparsi del fine-vita dei prodotti , di quello che accade addirittura oltre la catena di produzione. I processi di ricondizionamento e riciclo possono diventare più accurati grazie alle informazioni raccolte con il monitoraggio dell’intero percorso di un prodotto .
Per approfondire, riportiamo di seguito un elenco dei principali vantaggi garantiti dall’adozione dei modelli digitali .
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1. Progettazione virtuale
La modellazione virtuale di un prototipo permette di eliminare tanti passaggi che invece sarebbero necessari nella progettazione reale. La prototipazione è il risultato di una serie di fasi iterative, le quali richiedono tempo e risorse professionali. Con la modellazione virtuale, invece, la prototipazione diventa più snella e rapida . In questo modo aumentano la produttività generale e la qualità del prodotto .
2. Riduzione dei costi
I progettisti possono testare i prodotti o i flussi direttamente nell’ambiente virtuale. Questo offre il grande vantaggio di ridurre l’errore nel mondo reale , evitare danni o problemi legati alla sicurezza. Soprattutto, progettare nel mondo virtuale permette ai produttori di avere maggiori garanzie sul funzionamento esatto del prodotto , eliminando le incognite che si potrebbero presentare.
3. Riduzione dei tempi di commercializzazione
La tecnologia Digital Twin riduce il numero delle lunghe iterazioni che nel mondo reale sono necessarie a ottenere un prodotto considerato a “regola d’arte” e pronto per essere commercializzato. Diminuisce il time-to-market ovvero il tempo di commercializzazione .
Il gemello virtuale diventa una sorta di assistente capace di individuare quali miglioramenti apportare al corrispettivo reale. Con la verifica di ogni elemento, componente, funzionalità attraverso il gemello digitale, è possibile ridurre i tempi necessari per immettere sul mercato il prodotto vero e proprio . E quest’ultimo entra in commercio con un alto livello di qualità.
Il gemello digitale aumenta il grado di agilità della catena di fornitura e la sua capacità di adattamento alle mutevoli condizioni del mercato.
4. Manutenzione predittiva
La manutenzione predittiva permessa dalle potenzialità di un gemello digitale si concretizza nella capacità di risolvere i problemi con largo anticipo. Visto che i gemelli reali sono costantemente monitorati, tramite sensori che ne raccolgono tutte le informazioni, si ottengono dati in tempo reale, fondamentali per prevedere possibili guasti o malfunzionamenti .
Per esempio, si può conoscere in anticipo la condizione di un pezzo per cambiarlo prima che si rompa in modo definitivo. In questo caso, le segnalazioni del modello digitale aiutano a intervenire tempestivamente, evitando che il macchinario si blocchi del tutto o che si verifichino danni più ingenti.
5. Miglioramento dell’esperienza del cliente
Visto che le aziende possono immettere sul mercato prodotti tendenzialmente privi di errori, i clienti non avranno più motivo, in un futuro prossimo, di fare reclami o effettuare resi. I servizi offerti possono risultare impeccabili grazie al monitoraggio dei corrispettivi virtuali e l’utente finale ottiene una qualità sempre più elevata . In generale, l’esperienza del cliente migliora perché usufruisce esattamente di quello che si aspetta senza sorprese negative .
Da non tralasciare poi la possibilità di comunicare al proprio target tutti gli sforzi che si compiono per garantire la sostenibilità delle attività aziendali, nel rispetto dell’ambiente.
Come vengono creati i gemelli digitali
I gemelli digitali vengono creati con l’ausilio di una serie di sistemi tecnici : laser scanner 3D, telecamere ad altissima risoluzione, software di simulazione, piattaforme di gestione dei Big Data, sistemi in Cloud, Internet of Things (IoT, la tecnologia che collega l’oggetto fisico e quello virtuale). L’Intelligenza Artificiale e il Machine Learning, (l’apprendimento automatico) possono analizzare i possibili scenari , effettuare previsioni e indicare corsi d’azione migliorativi.
Le fasi per la creazione di un Digital Twin sono tre:
Raccolta dei dati : gli esperti aggregano una certa quantità di dati che descrivono le proprietà fisiche e funzionali del fenomeno realeModellazione del gemello virtuale : gli esperti creano un modello virtuale a partire dai dati raccolti. Con l’ausilio di un software di modellazione, di applicazioni di realtà aumentata e di dispositivi 3D visualizzano e riproducono fedelmente le caratteristiche della controparte reale, dal punto di vista del comportamento attesoIntegrazione dei due gemelli : il sistema di dati raccolti all’inizio viene integrato con il modello virtuale, per consentire un monitoraggio in tempo reale dell’oggetto fisico. Quest’ultimo è dotato di sensori e dispositivi che tracciano le informazioni e le trasmettono a una piattaforma IoT per essere visualizzate e analizzate
Ma da dove nascono i gemelli virtuali? Scopriamo in breve la loro storia.
La storia dei gemelli digitali
Già nel 1969 la NASA utilizza i simulatori di addestramento per individuare e risolvere i problemi del danneggiamento della navicella spaziale Apollo 13. Ma è solo nel 2002 che un consulente della NASA, Michael Grieves, espone in maniera ufficiale il concetto di Digital Twin, poi sviluppato dal suo collaboratore John Vickers nel 2010.
Introdotti inizialmente nei processi produttivi, i gemelli digitali sono poi impiegati in altri settori come nei software CAD (Computer Aided Design) utilizzati per la progettazione assistita e nella gestione dei processi definiti PLM (Product Lifecycle Management).
Quali sono le sfide del gemello digitale
Esiste una differenza tra la ricostruzione 3D e i gemelli digitali? La risposta è sì.Il gemello digitale, invece, è una copia dinamica . Questo significa che avviene uno scambio di dati in tempo reale e in maniera continuativa tra la rappresentazione virtuale e la controparte fisica, attraverso l’utilizzo dei sistemi dell’Internet of Things.
L’ulteriore caratteristica importante dei modelli digitali consiste nella possibilità di analizzare i dati grezzi e renderli produttivi . Al giorno d’oggi, in verità, la raccolta delle informazioni è accessibile attraverso varie modalità ma il filtraggio e l’elaborazione dei dati necessitano di passaggi e tecnologie più evoluti . I modelli digitali, in definitiva, danno vita ai database e sbloccano il loro potenziale applicativo.
“La nuova era tecnologica e lo sviluppo dei gemelli digitali appartiene a un flusso continuo di innovazione che è il motore di quella trasformazione digitale che le aziende dovrebbero cavalcare, per rimanere sempre competitive.”
Digital Twin cos’è: il suo futuro
Il futuro imminente dei modelli digitali prevede una loro massiccia diffusione in una molteplicità di ambiti . Il metaverso, che sta sbloccando le innumerevoli potenzialità della realtà virtuale e ibrida, prevede una controparte digitale per le persone. Capire subito cos’è il Digital Twin favorisce la creazione di un immaginario su cosa potrebbe diventare nel nostro prossimo futuro.
Stiamo vivendo una nuova era tecnologica e lo sviluppo dei gemelli digitali appartiene a questo flusso continuo di innovazione. Un flusso che è il motore di quella trasformazione digitale che le aziende dovrebbero cavalcare , per rimanere sempre competitive.
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