Cosa sono i Digital Twins?

Volendo descriverli con pochissime parole i Digital Twins sono dei duplicati digitali di cose fisiche, create attraverso l’uso di droni, laser, robot e fotogrammetria.

Bisogna specificare che i digital twins non sono affatto una nuova invenzione. Il concetto teorico alla base di questa tecnologia affonda le radici agli albori del viaggio spaziale, quando la NASA costruiva modelli per testare e modificare i moduli spaziali, i quali una volta lanciati non possono essere modificati. Con l’aumento della potenza computazionale dei computer, questi modelli fisici sono diventati digitali.

Come funzionano?

Per prima cosa si installano componenti di ultima generazione muniti di sensori nell’oggetto fisico, permettendo la raccolta di dati in tempo reale sul funzionamento e/o la posizione.

I componenti sono generalmente connessi ad un sistema cloud che salva e analizza i dati. Questi dati vengono lavorati senza tener conto di di applicazioni puntuali per permettere il risolvimento di problematiche di più settori.

Dai risultati del mondo virtuale si può imparare come migliorare i modelli fisici reali permettendo modifiche mirate ed efficaci anche ai piani strategici.

Questa è la struttura base di un progetto Digital Twins:

    • Sensori— Sensori distribuiti attraverso la filiera industriale creano segnali che abilitano i twins a catturare dati riguardanti il funzionamento e l’ambiente circostante.
    • Dati— Dati funzionali e dell’ambiente circostante vengono raccolti e combinati con i dati di impresa come il costo dei materiali e le specifiche del design. I dati possono anche contenere disegni tecnici, connessioni ad altre fonti di dati e commenti degli utenti.
    • Integrazione— I sensori comunicano i dati dal mondo digitale a quello reale tramite integrazioni tecnologiche, che includono sistemi con interfacce di comunicazione all’avanguardia e sicure, in uno scambio reciproco continuo.
    • Analitiche— I dati vengono analizzati tramite algoritmi che producono simulazioni e visualizzazioni utilizzate dai digital twin.
    • Digital TwinUn’applicazione che combina i componenti spiegati in un modello digitale di quello reale quasi in tempo reale. Lo scopo di questo gemello è di identificare falle o deviazioni dalle condizioni ottimali. Le problematiche riscontrate, eliminando l’ipotesi di falle nel sistema digitale, sono tutte possibilità di miglioramento dove un’impresa può guadagnare, ridurre i costi oppure ottimizzare.
    • AttuatoriSe si dovesse riscontrare la necessità di agire nel mondo reale a seguito dei calcoli nel mondo digitale, il digital twin agisce tramite attuatori, soggetti a intervento umano.

 

 

 

Applicazioni attuali

Aerospazio: come abbiamo detto precedentemente la NASA è stata la prima ad affrontare la problematica delle copie digitali. Le sfide che gli si sono presentate erano di operare, manutenere o riparare sistemi che erano al di fuori della portata fisica. Quando accadde il disastro dell’Apollo 13, il sistema di copie fisiche aiutò gli ingegneri a capire come salvare la missione. Ad oggi la NASA usa i digital twin per sviluppare modelli all’avanguardia.

Manufatturiero: i digital twins sono utilizzati per simulare strumenti complessi come il motore di un jet o enormi camion minerari, scoprendo modi per creare modelli più efficienti e performanti.

Catene di fornitura: In questo campo si trovano diverse applicazioni come per esempio dare un modo ai fornitori di creare una copia digitale del proprio prodotto per testarli in fabbriche virtuali prima che il prodotto sia stato ordinato.

Marketing e Sales: anche i settori meno complessi possono beneficiare di questa tecnologia, supportando i sistemi di tracciamento e verifica che stanno acquisendo un’importanza sempre maggiore in campo agroalimentare e farmaceutico. Un cliente potrebbe controllare la provenienza di una bottiglia di vino per confermare la genuinità del prodotto.

 

IoT e Digital Twins

I sistemi IoT alimentato i Digital Twins che hanno bisogno di dati in tempo reale. Il motore  del jet usato in precedenza come esempio o qualsiasi strumento fisico ci aiuta a creare una sua copia digitale inviando i dati necessari. I campi di applicazione di questa tecnologia sono principalmente scenari industriali poiché la maggior parte delle aziende che operano in campo manifatturiero e ingegneristico stanno subendo una forte trasformazione digitale, cosa che gli permette di avere già le basi per applicare questa tecnologia.

 

Conclusioni

Con i digital twin, possiamo avere due versioni di qualcosa: una fisica e una virtuale.

Se la replica virtuale è veramente un perfetto gemello digitale, comportandosi come la copia reale, ci aiuterà a capire problemi futuri, a provare nuove impostazioni, simulare diversi scenari e analizzare quali siano le necessità per un perfetto funzionamento; il tutto in un ambiente digitale sapendo di poter ripetere facilmente gli esperimenti e che qualsiasi cosa accada alla copia digitale, accadrà alla copia reale.

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