Il Digital Twin può senz’altro essere considerato come una delle tecnologie che, nel prossimo decennio, guideranno l’innovazione tecnologica nel settore dell’Industry e del Building.
Le stime degli analisti prevedono che le dimensioni del mercato globale dei Digital Twin cresceranno da 10 miliardi di dollari nel 2023 a 110 miliardi di dollari entro il 2028, con un tasso medio annuo composito (CAGR) di oltre il 61% nel periodo di riferimento. I Digital Twin, infatti, sono un alleato fondamentale in molti settori: il loro impiego è trasversale e garantisce miglioramenti prestazionali dell’oggetto reale o del bene fisico di cui sono la rappresentazione digitale.
Applicando il concetto del Digital Twin nel mondo del costruito, sia esso civile, industriale o infrastrutturale, si ottengono quindi una serie di vantaggi di cui è possibile godere in tutte le fasi di vita dell’edificio, dalla progettazione alla costruzione, fino alla gestione e manutenzione.
Quali sono le opportunità offerte dal Digital Twin e come ottenere il massimo dal “gemello virtuale”?
Ne parliamo con Efrem Ropelato, Product Manager, Softwate Factory IoTmind che, grazie a soluzioni BIM e BEMS di ultima generazione e un apporto progettuale a 360°, segue le aziende in tutta la fase di progettazione, esecuzione e gestione degli impianti meccanici, elettrici e speciali.
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Digital twin: le tecnologie abilitanti
“L’utilizzo della tecnologia Digital Twin collegata al modello Building Information Modeling – utilizzato come standard nella fase di engineering – permette un approccio digitale e integrato dei processi che caratterizzano le varie fasi di realizzazione dell’opera. Tuttavia, perché il Digital Twin possa rappresentare l’equivalente digitale di un componente esistente nel mondo reale, ha necessità di essere costantemente e automaticamente aggiornato, raccogliendo informazioni provenienti da fonti esterne. Se dunque il BIM è una delle tecnologie abilitanti il Digital Twin, è l’IoT (Internet of Things) a consentire la comunicazione, nel senso più ampio del termine, tra la componente fisica e l’oggetto virtuale.
Grazie all’IoT, infatti, si passa da una rappresentazione informativa dell’immobile fornita dal BIM, che restituisce una fotografia dello stesso scattata in un determinato istante, ad un “filmato”: il costruito diventa un’entità viva e in evoluzione, fornendo un modello digitale vivente dell’edificio con il quale effettuare delle simulazioni che non sarebbero possibili nel mondo reale e apportare modifiche e ottimizzazioni durante tutto il suo ciclo di vita, dalla fase operativa fino alla sua eventuale dismissione” spiega Ropelato.
I due pilastri che consentono di ottenere il massimo dal gemello digitale sono il BIM da una parte e l’IoT dall’altra; l’unione delle due tecnologie abilita la connessione tra mondo fisico e rappresentazione digitale e rendono reale il concetto di Digital Twin. La sola componente digitale non è quindi sufficiente a realizzare appieno il concetto di Digital Twin.
“Senza l’IoT – precisa Ropelato – le possibili simulazioni non sarebbero validate da tutte le informazioni, gli stati e le misurazioni che arrivano dal mondo reale ma si limiterebbero ai presupposti progettuali. Il modello BIM, aggiornato istante per istante, integra tutte le informazioni utili alla fase di progettazione, cantierizzazione e realizzazione. Con l’ingresso degli utilizzatori degli edifici, il costruito diventa vivo e il Digital Twin acquisisce dati in tempo reale sui comportamenti degli occupanti e sulle prestazioni dell’edificio, restituendo benefici tangibili nell’ottimizzazione delle performance energetiche, dei costi diretti e indiretti di gestione dell’immobile, che si traducono in risparmi economici e riduzione degli sprechi lungo tutta la vita della struttura, nell’incremento della sicurezza e tanto altro ancora”. I maggiori vantaggi del Digital Twin stanno proprio nella partecipazione del costruito al suo stesso monitoraggio e alla sua gestione.
Come ottenere il massimo dal “gemello digitale”
Ciò che il Digital Twin aggiunge rispetto al BIM, grazie all’IoT, è l’integrazione di dati che trasformano l’oggetto virtuale in qualcosa di dinamico ed effettivamente rappresentativo di tutto ciò che può realmente avvenire nel mondo reale. Sotto l’ombrello dell’IoT si raccolgono metodi, dispositivi e tecnologie in grado di acquisire le informazioni, controllare il mondo dell’OT e dell’IT, con strumenti ad hoc per la conduzione e il monitoraggio degli impianti (PLC, BMS, BEMS, etc) e per la gestione e l’analisi dei dati e delle informazioni. I dati interattivi rilevati dai sensori e i modelli digitali vengono convogliati in una piattaforma attraverso la quale le informazioni vengono utilizzate per gestire in modo automatizzato i vari sistemi, come ad esempio quelli di climatizzazione, sicurezza, illuminazione, ecc.
“Ad oggi non esiste un limite. Escludendo il fattore economico, qualunque processo aziendale, qualsiasi attività condotta all’interno del costruito può essere supportata dal Digital Twin. Ottenere il massimo dal gemello digitale significa aprirsi alla possibilità di digitalizzare tutti i processi, rendendo l’edificio o il componente fisico partecipe dei processi stessi e lasciando all’edificio il compito della segnalazione del funzionamento o dell’eventuale malfunzionamento di un suo componente. In questo modo si riesce ad ottenere il massimo da questa tecnologia”, secondo Ropelato, che aggiunge.
“Oggigiorno tutti gli impianti sono in grado di comunicare i propri stati di funzionamento e malfunzionamento. Si tratta di avere una rappresentazione digitale che abbia la capacità di ricevere e inviare tutte le informazioni che servono a governare e a dare voce nel mondo reale all’edificio piuttosto che agli impianti”. Il passaggio all’IoT ha infatti consentito la “dematerializzazione” della conduzione e della gestione del monitoraggio, eliminando la necessità di essere fisicamente presenti sul posto per svolgere le relative attività.
Grazie ad algoritmi avanzati di Intelligenza Artificiale, in base ai dati raccolti e analizzati in tempo reale, è possibile adottare azioni immediate per migliorare le prestazioni della struttura o per implementare strategie di manutenzione predittiva, anche da remoto, e pianificare e testare in anticipo vari scenari per capire come intraprendere percorsi e processi produttivi più sostenibili, ridurre il consumo di energia e ottenere vantaggi significativi in termini di risparmio sui costi, aumento dell’efficienza, miglioramento della qualità.
L’importanza di una progettazione digitalizzata e integrata
Partire dalla fase di progettazione e trasferire nella fase realizzativa, in cantiere, queste tecnologie consentirà di governare l’edificio quando sarà entrato in esercizio e di ottenere una serie più ampia di vantaggi, di cui godere nelle fasi successive.
DASS (Digital Automation Services & Solutions), la BU di Maticmind è nata per affiancare l’eventuale contractor edile prima, durante e dopo la progettazione dei sistemi tecnologici degli edifici – con particolare riferimento a quelli critici, ospedali, data center, carceri, ecc. – mediante l’utilizzo integrato del BIM, con l’obiettivo ultimo di trasformare il BIM in un vero e proprio Digital Twin.
Grazie alla digitalizzazione integrata dell’EPC (Engineering, Procurement & Construction) di Maticmind, la DASS, forte delle competenze di un team di ingegneri esperti nella progettazione, di professionisti e figure certificate per la modellazione BIM e per la gestione della parte di procurement e construction, necessari per il coordinamento delle attività di esecuzione dell’opera, è in grado di affiancare il cliente fin dalle primissime fasi, in modo da renderlo partecipe dell’innovazione.
“Al centro di tutto c’è IoTmind – spiega Ropelato – una piattaforma software di nostra proprietà che è in grado di integrare hardware, software e servizi ICT garantendo la raccolta e l’elaborazione dei dati, il monitoraggio energetico, l’automazione e il controllo dei diversi dispositivi e sistemi presenti nell’edificio o nell’azienda. Grazie alla combinazione di software e intelligenza che caratterizza la piattaforma, abbiamo la possibilità di proporre al cliente una progettazione compartecipata e supportata dalla realtà virtuale, rendendo possibile l’immersione in quello che sarà il prodotto finale per mezzo di occhiali e/o visori.
I modelli digitali vengono immessi nella piattaforma già nella fase progettuale e resi disponibili per la realtà virtuale, così come nella fase di cantiere è la piattaforma a rendere possibile l’Augmented Reality tramite la quale, con dei semplici tablet, possiamo realizzare tutta una serie di controlli per efficientare la fase di esecuzione, sovrapponendo ciò che è già stato realizzato a ciò che è presente nel progetto digitale e dando la possibilità di intervenire laddove ci fossero dei gap e delle incongruenze”.
Del resto, il cantiere rappresenta l’ambiente in cui viene costruito e realizzato il progetto e, al contempo, è esso stesso qualcosa di costruito e progettato, anche se temporaneo. Qualcosa che vive e deve essere governato. “Grazie alla rappresentazione digitale del cantiere e alla predisposizione di un’infrastruttura IoT è possibile governare e supportare tutti i processi e i controlli relativi al mondo della cantieristica”, commenta Ropelato.
