DIGITAL TWIN

Che cos’è un Digital Twin

Nel paradigma della Decision Intelligence il concetto di Digital Twin rappresenta lo step evolutivo della simulazione.
Attraverso l’uso combinato di diverse tecnologie (ingegneristiche, analitiche e informatiche) i digital twin permettono di migliorare le performance delle organizzazioni attraverso il controllo e la gestione della progettazione, dei processi produttivi e dei rischi dovuti a qualsiasi tipo di imprevisto. Proprio per questo i gemelli digitali hanno assunto una rilevanza centrale nei processi di business delle aziende.

Definizione di Digital Twin

Il concetto di Digital Twin ha una storia molto recente.

Nel 2002 è stato Michael Grieves, durante un corso di Product Lifecycle Manufacturing presso l’Università del Michigan, ad utilizzare per la prima volta il termine di gemello digitale. In questa occasione il Digital Twin è stato descritto come l’equivalente virtuale e digitale di un prodotto fisico. Successivamente, nel 2010, il termine è stato ripreso in una pubblicazione della Nasa con l’accezione di simulazione estremamente realistica e altamente scalabile, che si basa su modelli fisici, dati sensoriali e dati storici, per replicare uno o più sistemi reali. Per una definizione più chiarificatrice del termine, possiamo dire che un Digital Twin è la copia (o gemello) digitale di un processo o prodotto che ne simula il comportamento in maniera accurata.

Rispetto a un modello di simulazione classico, un digital twin ha a disposizione dati in tempo reale che sono raccolti tramite dispositivi IoT (Internet of Things), rendendo l’ambiente simulativo molto più dinamico. Grazie a questo filo diretto tra il mondo reale e la controparte virtuale è possibile implementare logiche di monitoraggio e sicurezza, analisi predittive, diagnostica, tutto in tempo reale e mentre il sistema è in funzione. Se, dunque, attraverso il ricorso alle tradizionali tecniche di simulazione si testano gli effetto di una scelta tramite scenari decisionali di tipo What-if, i Digital Twin permettono la raccolta di dati in tempo reale e la valutazione dei risultati ottenuti attraverso la simulazione (in run-time), attraverso scenari decisionali che diventa di fatto Now-what, con le informazioni fruibili in tempo reale e immediatamente disponibili per i decision makers.

Digital Twin: esempi pratici

I Digital Twin sono molto utilizzati in contesti che non appartengono esclusivamente al mondo del business industriale. Qui di seguito presentiamo alcuni esempi pratici di ricorso ai gemelli digitali.
Nel settore dell’automotive Tesla utilizza la tecnologia del Digital Twin per migliorare continuamente i suoi prodotti e offrire un servizio e unìassistenza migliore ai propri clienti. Infatti, l’azienda realizza un gemello digitale per ogni auto che viene prodotta e immessa sul mercato. I sensori di cui sono dotate le macchine trasmettono i dati al rispettivo gemello digitale, per essere analizzati costantemente da algoritmi di Artificial Intelligence, al fine di controllare le prestazioni dei veicoli, prevenire in anticipo eventuali malfunzionamenti e, qualora fosse necessario, intervenire anche da remoto sul veicolo reale.
Un’applicazione estremamente innovativa è quella della Digital Wind Farm. Si tratta infatti di un progetto che fa entrare l’eolico nel mondo del digitale, per aumentare potenzialmente la produzione di energia fino al 20%.
La Digital Wind Farm è una sorta di ecosistema eolico dinamico connesso end-to-end che sfrutta dati, analisi e applicazioni software. In questo ecosistema ogni turbina è accoppiata alla rete dell’ Industrial Internet, permettendo così una trasmissione di dati perpetua dal sistema che consente agli operatori di ricevere informazioni sulla temperatura, i disallineamenti o le vibrazioni che possono influenzare le prestazioni e di intervenire tempestivamente per correggere qualsiasi tipo di malfunzionamento.
Su una sperimentazione avvenuta su un campione di 4mila unità sono stati registrati miglioramenti fino al 20% della redditività di ciascuna turbina.
Un ulteriore ambito di applicazione dei gemelli digitali è quello urbano, finalizzato al miglioramento dell’efficienza dei servizi offerti ai cittadini
È il caso di Singapore, città diventata un Digital Twin. La versione virtuale della città è destinata all’uso del settore pubblico, privato, delle persone e della ricerca. In questo modo infatti gli utenti di diversi settori possono sviluppare strumenti ed applicazioni per servizi di test-bedding, pianificazione e processo decisionale e ricerca sulle tecnologie per risolvere le nuove sfide lanciate dalla città di Singapore.

I digital twin nel mondo del business

In aHead Research utilizziamo tecniche di simulazione per costruire digital twin di processi produttivi, logistici e industriali.
Ad esempio, come è evidenziato in questo caso di studio su Digital Twin for Optimal Design & Production Scheduling abbiamo aiutato un’azienda leader della progettazione e della costruzione di edifici in calcestruzzo ad organizzare il nuovo impianto di produzione attraverso la creazione di un gemello digitale che ci ha permesso di valutare e proporre il design migliore affinché fosse rispettato il target giornaliero di produzione prefissato e venissero minimizzati i costi d’investimento, nel rispetto di tutti i vincoli produttivi.
Un altro esempio relativo al settore logistico, invece, riguarda il ricorso ai digital twin per individuare i punti di forza e di debolezza di un magazzino, con l’obiettivo di ottimizzare la gestione operativa del warehouse, dal controllo delle merci in entrata durante l’accettazione alla preparazione delle spedizioni ai clienti interni o esterni.
In aHead Research utilizziamo i gemelli digitali anche nel settore sanitario sia per la progettazione e la gestione ospedaliera che per la cura del paziente. Infatti, con il Digital Twin si può creare una versione digitale dell’ospedale per verificare che l’ambiente sia sicuro, ben organizzato e senza rischi strutturali. Dal punto di vista del paziente, il gemello digitale può anche essere utilizzato per la rappresentazione del genoma e le caratteristiche fisiologiche di un individuo. Un gemello digitale di un corpo umano, infatti, può permettere ai medici di scoprire la patologia prima che i disturbi siano evidenti, e intervenire in maniera preventiva per la salute del paziente.