Il concetto di digital twin, o gemello digitale, all’inizio è stato coniato nel settore aerospaziale. Si deve poi a Michael Grieves, nel 2002, la sua prima elaborazione in ambito manifatturiero come asse portante del PLM (Product Lifecycle Management). Da allora il paradigma si è esteso oltre il software PLM fino a incontrare la nuova frontiera del metaverso.
McKinsey, in un approfondimento del 2022, esplicita questo legame definendo il digital twin “una rappresentazione virtuale di un asset fisico, una persona o un processo”. Il suo impiego, a detta della società, può ridurre il tempo necessario all’implementazione di nuove capacità basate sull’Intelligenza Artificiale fino al 60%, nonché gli investimenti Capex e le spese Opex fino al 15%. Ma in che cosa si differenzia il metaverso, termine divenuto ormai di moda, rispetto all’idea più longeva di digital twin?
Indice degli argomenti
Digital twin e metaverso, qual è la differenza?
“Il digital twin è una parte fondamentale del metaverso” spiega Davide Conti, Technical Sales Support Manager di Siemens Digital Industries Italia, ricordando che “le imprese lo utilizzano già da diverso tempo per progettare in modo più veloce, più efficiente e più sostenibile. Il metaverso combina diverse tecnologie – il digital twin, la realtà virtuale, la realtà aumentata, la grafica accelerata – per introdurre un maggiore realismo in questi modelli. Tutto questo si traduce in una maggiore immersività”.
Metaverso e digital twin condividono questa concezione che si riferisce alla sensazione di essere appunto “immersi” in uno scenario reale, ma si discostano in merito all’accessibilità. “I software per sviluppare i digital twin richiedono competenze specifiche per poter interagire. Viceversa, quando parliamo di metaverso, le persone si trovano ad affrontare un ambiente che è già quello che conoscono. Quindi, devono semplicemente interagire come farebbero nell’ambiente reale” aggiunge Conti.
A chiarire ulteriormente il ruolo che il digital twin assume nella Digital and Sustainable Enterprise, l’impresa che si trasforma attraverso nuove tecnologie, si possono citare alcuni casi che vedono già oggi Siemens in campo, a cominciare dalla Digital Native Factory di Nanchino, nella Cina orientale. Per pianificare e simulare la costruzione di una fabbrica di 70 mila metri quadrati, Siemens ha unito i dati rilevanti sugli stabilimenti, le linee di produzione, le prestazioni e l’efficienza energetica prima di posare il primo mattone. Non solo. Oggi il gemello digitale continua a essere impiegato a Nanchino per ottimizzare i cicli produttivi e le attività di manutenzione.
Esempi di gemello digitale implementato da Siemens
La Digital Factory di Nanchino non è l’unico esempio in cui Siemens ha implementato il digital twin. Le esperienze che si possono annoverare in proposito sono numerose. Solo per citarne alcune particolarmente emblematiche, la startup italiana Nemo’s Garden, specializzata in coltivazione subacquea di piante, ha potuto usufruire di un digital twin fornito tramite il portfolio di Xcelerator.
Luca Gamberini, co-fondatore di Nemo’s Garden, ha avuto modo di evidenziare in che modo questa tecnologia abbia aiutato ad accelerare e scalare le fasi di test della startup senza la necessità di dover realizzare una versione fisica dei prototipi: “Abbiamo visto benefici nella comprensione del flusso d’acqua intorno alle forme delle nostre biosfere. Abbiamo una maggiore comprensione dei punti di stress sulla struttura intorno alle biosfere. Abbiamo anche capito come le diverse interazioni della radiazione solare, la temperatura e tutti i fattori fisici agiscono sulle piante. Tutto grazie alla capacità del gemello digitale di replicare il nostro sistema”.
Sempre con riguardo all’Italia, un’altra partnership in cui Siemens ha affiancato un’azienda del nostro paese con un gemello digitale è quella attuata con Saipem. La società è nota in tutto il mondo per la progettazione, la realizzazione e la gestione di infrastrutture e impianti complessi. Svolge la propria attività in più di 70 paesi e dispone di una flotta composta da navi da perforazione, semisommergibili e autosollevanti. Grazie alla soluzione Comos di Siemens, ha digitalizzato la sua flotta di cui adesso possiede una visualizzazione in 3D che restituisce una grafica realistica accedendo direttamente a tutte le informazioni inerenti allo stato attuale delle navi.
In questo modo è possibile ispezionare virtualmente tutti gli impianti in tempo reale, con vantaggi per il dipartimento Operations & Asset sia dal punto di vista della manutenzione sia da quello della formazione immersiva del personale tecnico.
In che modo il digital twin contribuisce alla sostenibilità
Se il ruolo che il digital twin ricopre ai fini della digitalizzazione di asset fisici e processi è di immediata comprensione, non è da meno il suo apporto sul versante della maggiore sostenibilità. “Prendiamo un OEM, Original Equipment Manufacturer, che deve fornire una macchina da packaging a un cliente finale – esemplifica Davide Conti -, quante riunioni o viaggi saranno necessari perché si abbia la garanzia che ciò che viene progettato corrisponda esattamente a quello che poi si utilizzerà nella realtà? Un modello virtuale su cui è possibile collaborare e interagire in modo diretto, magari anche da remoto, rende tutto più semplice e più efficiente. A sua volta, lo OEM potrà utilizzare questo ambiente virtuale per prototipare nuove soluzioni senza sprecare risorse nella produzione di prototipi reali”.
Meno energia, meno consumabili e meno materie prime, quindi, ma anche meno rischi per il personale in fase di collaudo di prototipi. E la possibilità di effettuare test più approfonditi, anche in situazioni difficili da testare nella realtà, ottenendo così un prodotto di qualità superiore. Il digital twin risponde anche agli standard produttivi contemporanei, sempre meno orientati a procurare elevati volumi di beni identici e sempre più votati alla customizzazione.
Un approccio che, secondo Conti, “richiede delle fabbriche molto diverse, più flessibili, equipaggiate con dei robot che abbiano delle capacità abilitate dall’Intelligenza Artificiale tra cui, ad esempio, quella di riconoscere e afferrare degli oggetti. Ma se questi oggetti nel mondo reale ancora non esistono, come è possibile addestrare l’AI che dovrà riconoscerli e gestirli?”. La risposta è nel metaverso e nel suo realismo fotografico che garantisce quella fedeltà a un mondo fisico, seppure ipotizzato, come nel caso di un oggetto che deve essere ancora creato.
Non solo tecnologia: il contributo di Siemens al cambiamento
Si tratta di un caso d’uso che non è di là da venire, ma che è già presente. Come dimostra la collaborazione di Siemens con EPF da cui è nata l’isola robotizzata Supata che riesce a processare prodotti non ancora esistenti sul piano fisico. Una collaborazione che dimostra come questo tipo di tecnologie sia alla portata anche di PMI e non solo di grandi multinazionali. O come attestano i tanti casi in cui il digital twin sta contribuendo a convertire un’azienda tradizionale nella Digital and Sustainable Enterprise del futuro.
In questo percorso, Siemens fornisce diversi elementi: “Dall’hardware per accelerare l’esecuzione di reti neurali, quindi di algoritmi di Intelligenza Artificiale, ai software per generare in modo automatico immagini fotorealistiche che serviranno poi ad addestrare questi algoritmi” dice in conclusione Davide Conti, sottolineando che Siemens non si limita a presidiare le componenti tecnologiche. “È fondamentale anche l’attività di consulenza per analizzare lo use case e le necessità del cliente, applicando la tecnologia giusta nel modo corretto. Oltre alla consulenza, è essenziale anche la capacità di erogare servizi grazie anche a una rete di partner che possono aiutare a plasmare la tecnologia in funzione delle specifiche esigenze del cliente. Queste capacità si basano sull’esperienza di Siemens in questo campo, non solo per quanto riguarda la tecnologia in sé, ma anche per quanto riguarda l’impatto che hanno sull’organizzazione e sui processi delle aziende che le adottano: questi fattori possono fare la differenza tra un progetto di successo e uno che, invece, si ferma dopo la prima ondata di entusiasmo”.
Infine, non va dimenticata la formazione su tutte quelle tecnologie che abilitano la trasformazione digitale e sostenibile nei contesti industriali. Un asset trasversale, e imprescindibile, con cui le aziende possono coinvolgere i propri talenti in un cambiamento dinamico e tendenzialmente costante.
