Chiunque abbia visto “Il Signore degli Anelli” ha visto, forse inconsciamente, un digital twin in azione. Il personaggio di Gollum, infatti, è stato realizzato applicando dei sensori sull’attore reale e andando a riprodurre in ambiente virtuale fedelmente le sue movenze. Ma come possiamo quindi definire in maniera univoca il concetto di digital twin?
Cosa vuol dire Digital Twin
Il ricercatore Michael Grieves, che è stato il primo a introdurre il concetto nel 2003 lo definisce come “…a sensor-enabled digital model of a physical object that simulates the object in a live setting.”, ossia un corrispettivo (gemello) digitale di un oggetto/soggetto fisico utilizzabile per replicare in real-time il comportamento dell’oggetto reale grazie agli input derivanti dalla sensoristica applicata. Rispetto ad un “banale” avatar 3D, il gemello digitale fatto di bit deve replicare esattamente (o perlomeno essere predisposto per) il funzionamento/movimento del suo gemello fisico composto da atomi.
I building block tecnologici di questi gemelli digitali fondamentalmente sono i software di modellazione e simulazione 3D parametrici, i sistemi di cloud storage, l’AI e gli algoritmi di machine learning e l’IoT. Quest’ultimo elemento, ossia l’Internet delle Cose, è la scintilla che serve per dare vita a questi Frankestein digitali. I digital twin infatti utilizzano i dati dei sensori installati su oggetti fisici per aggiornare la rappresentazione della realtà sulla base di un modello matematico e statistico.
Secondo il nuovo rapporto di ricerca di mercato “Digital Twin Market by Technology, Type (Product, Process, and System), Industry (Aerospace & Defense, Automotive & Transportation, Home & Commercial, Healthcare, Energy & Utilities, Oil & Gas), and Geography – Global Forecast to 2025″, si stima che il mercato dei gemelli digitali salirà da 3,8 miliardi di dollari nel 2019 a 35,8 miliardi di dollari entro il 2025, con un CAGR (Compounded Annual Growth Rate) del 37,8% durante il periodo di previsione.
Applicazioni pratiche e vantaggi
Ma da cosa sarà spinta l’adozione massiva di questa tecnologia? Come i gemelli digitali possono portare valore? Pensiamo ad esempio al caso di una linea produttiva: i twin possono incrementare l’eccellenza operativa andando a monitorare il loro gemello fisico e fondendo i dati in tempo reale con un’interfaccia visiva interattiva, migliorando la capacità di un responsabile operativo di prendere in considerazione informazioni utili. In caso di impianti particolarmente complessi (ad esempio un impianto petrolchimico) avere una rappresentazione grafica 3D dell’impianto con indicazione dei dati real-time può aiutare notevolmente l’individuazione e risoluzione di eventuali guasti.
I vantaggi derivanti dall’ottenimento dei dati sul funzionamento dell’oggetto però non permettono soltanto di effettuare operazioni di manutenzione real-time, ma il loro storage ed analisi consentono di creare uno storico sull’effettivo utilizzo del bene, che costituisce un asset di fondamentale importanza per l’azienda in ottica di riprogettazione del prodotto in modo che risulti più efficace e consono alle necessità reali di utilizzo in ottica di continous improvement. Tutto ciò abilita la cosiddetta Progettazione Predittiva (o Agile Product Management in inglese), di cui abbiamo già parlato in questo articolo.
General Electric e i suoi digital twin
Pensando ad un esempio concreto, la General Electric ha in casa oltre 550.000 gemelli digitali (dato aggiornato a fine 2017) di turbine utilizzati per effettuare operazioni di manutenzione e controllo. Ciò avviene grazie alla sensorizzazione della turbina reale che permette di ottenere una simulazione concreta del funzionamento della turbina digitale grazie alle informazioni raccolte dai sensori in real-time (velocità di rotazione, potenza elettrica, riscaldamento dei componenti…) e consente di rilevare eventuali difformità di funzionamento tra la turbina fatta di bit (ossia il digital twin) e la turbina fatta di atomi (ossia quella fisicamente presente sull’aereo). In caso di parametri anomali si attivano dei meccanismi di controllo per enucleare la criticità (per esempio verificare da cosa derivi un surriscaldamento) e quindi per risolverla (ad esempio diminuire la richiesta di potenza al motore).
One Twin, Your Twin
Sfruttando le competenze maturate in oltre 30 anni di attività nell’ambito della modellazione 3D, abbiamo sviluppato un applicativo su base Unity, One Twin, che permette, tra le altre cose, di gestire il proprio gemello digitale da remoto. Una demo reale del funzionamento del nostro applicativo la si può trovare nell’Innovation Show-Room di Erbusco dove abbiamo sfruttato il lavoro fatto dai nostri amici di Sme.UP che hanno retrofittato e sensorizzato un tornio anni ‘50 dal quale riusciamo a leggere tutti i dati di funzionamento per poi, attraverso il passaggio nel cloud, inserirli nel gemello digitale che abbiamo ricreato in 3D, modellando sulla nuvola di punti ottenuta grazie alla scansione 3D effettuata utilizzando il BLK360 dei nostri partner LEICA.
Fondamentalmente dall’app è possibile:
- leggere i dati di funzionamento del tornio direttamente sul modello 3D (vedi screenshot sotto)
- dare comandi da remoto su accensione / spegnimento del tornio
Non solo, dall’app si possono anche vedere i dati di funzionamento del tornio direttamente in realtà aumentata, ma questa è tutta un’altra storia… stay tuned!
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