Cos'è il Digital Twin? E come è nato?

Un gemello digitale è noto come rappresentazione di un sistema o di un oggetto reale. Sebbene il termine "gemello digitale" esista da molto tempo, non è stato possibile implementarlo fino all'avvento dell'Internet of Things (IoT).

Il termine "gemello digitale" è stato coniato per la prima volta nel 2002 presso l'Università del Michigan da Challenge Advisory, durante una presentazione per Michael Grieves.

Negli ultimi anni la crescita dei gemelli digitali è stata enorme. Molti di noi hanno sentito parlare di questo termine o almeno ne hanno sentito parlare.

Secondo un rapporto di Grand View Research, INC., si prevede che il mercato globale dei gemelli digitali raggiungerà i 26,07 miliardi di dollari entro il 2025, con un tasso di crescita annuo composto del 37,8% durante questo periodo.

In questo blog abbiamo evidenziato casi d'uso di gemelli digitali di alcune delle aziende più note, che vi aiuteranno a comprendere in che modo il gemello digitale ha apportato vantaggi a queste organizzazioni e il potenziale della tecnologia dei gemelli digitali per la vostra azienda.

Casi d'uso del gemello digitale in vari settori

Produzione

General Electric (Aviazione)

Quando un componente della linea di produzione si guasta inaspettatamente, l'intera catena produttiva ne risente. Possiamo evitare questa crisi implementando adeguate misure preventive.

Tuttavia, a volte è difficile eseguire la manutenzione preventiva senza interrompere il processo. Questo problema può essere risolto con la corretta implementazione del gemello digitale.

General Electric è stata una delle prime aziende ad adottare la tecnologia del gemello digitale. Alla fine del 2018, aveva circa 1,2 milioni di gemelli digitali dei sistemi fisici.

Gli ingegneri software di GE hanno integrato componenti gemelli digitali in oltre 300 dei loro motori GE90, aiutando così una delle compagnie aeree loro clienti.

Questi gemelli vengono alimentati con informazioni e conoscenze per informare l'operatore sulle condizioni attuali e persino per prevedere i programmi di manutenzione futuri.

Funziona in 4 modi principali:

1. Un esperto umano che svolge il compito di un tecnico dell'assistenza.
2. Un sensore sul motore che fornisce informazioni preziose come temperatura, qualità dell'aria, vibrazioni, ecc.
3. Una flotta che fornisce informazioni sull'esperienza di volo.
4. Una simulazione per prevedere la durata di questi componenti in condizioni non ancora sperimentate.

Gruppo Volvo

Volvo si impegna a migliorare costantemente la propria agilità e flessibilità all'interno delle proprie attività produttive per soddisfare le crescenti aspettative dei clienti e adattarsi alle nuove tecnologie.

La casa automobilistica svedese è inoltre nota per la sua eccellenza ingegneristica, grazie all'implementazione di un sistema digitale che segue l'intero processo dalla fase di progettazione concettuale fino a quella di produzione.

Inoltre, Volvo sta ora integrando i processi dei lavoratori in prima linea nel suo sistema digitale. Questo ha dato vita al gemello digitale per le attività di garanzia della qualità.

L'obiettivo principale di questo caso era migliorare la qualità complessiva, valutata in base ai seguenti parametri:

• Risparmiare sui costi, migliorando al contempo l'efficacia e raggiungendo un obiettivo di qualità prossimo a 0 parti per milione (PPM).
• Aggiornare e convalidare la configurazione del motore e il processo di checklist del controllo qualità per ridurre i tempi a un'ora.
• Digitalizzare l'intero processo di garanzia della qualità per risparmiare migliaia di euro al giorno.

Tesla

Tesla è stata anche una delle prime ad adottare il concetto di gemello digitale. L'azienda ha un gemello digitale per ogni numero di identificazione del veicolo (VIN).

Vi è una trasmissione costante di dati da e verso auto e stabilimenti. Questa tecnologia aiuta Tesla a tenere traccia di tutti gli eventi, anche quelli più insignificanti come il rumore di una portiera che sbatte.

Scaricano costantemente gli aggiornamenti software per ciascuna delle auto dei loro clienti dotate di VIN, il che li aiuta a valutare le condizioni del veicolo.

Assistenza e manutenzione

Polaris

Polaris gestisce e utilizza i propri dati di progettazione come parte di un più ampio sistema digitale con feedback ciclici lungo l'intero processo di produzione e l'intero ciclo di vita di un prodotto.

Questo tipo di dati e prestazioni reali dei clienti aiuta Polaris a migliorare la progettazione del prodotto e, allo stesso tempo, supporta il produttore nell'integrazione di funzionalità come la produzione additiva e la simulazione.

L'obiettivo principale del caso di studio era migliorare la qualità complessiva del servizio e ridurre i cicli di manutenzione. Questo obiettivo è stato valutato sulla base dei seguenti parametri:

• La quantità di tempo ridotta per ridurre al minimo il time-to-market.
• Migliorare l'esperienza del cliente e valutare i cicli di manutenzione.

Trasporti

Locomotiva Evolution

GE ha creato un gemello digitale chiamato Trip Optimizer per la sua locomotiva Evolution.

È in grado di raccogliere e analizzare aggiornamenti specifici e fornire informazioni in tempo reale per valutare le condizioni del motore del treno, misurare il carico trasportato e prevedere il tempo necessario al treno per raggiungere la stazione successiva e la sua destinazione. Può anche prevedere le condizioni meteorologiche.

Sanità

Elekta

Elekta è uno dei leader mondiali nella tecnologia medica per il trattamento di tumori e disturbi cerebrali.

Ha lanciato un programma Connected Field Service che semplifica i gemelli digitali delle apparecchiature distribuite dai suoi clienti.

Questo gemello digitale può aiutarli ad aumentare i ricavi derivanti dai servizi e a migliorare l'esperienza del cliente.

Elekta ha ottenuto un enorme successo anche grazie ai seguenti parametri:

• Aumento del tempo di attività delle apparecchiature e risoluzione soddisfacente di circa il 20% dei problemi di assistenza senza dover inviare o assegnare un tecnico.
• Trattamenti ininterrotti per quasi 15.000 pazienti nel primo anno del programma, con conseguente miglioramento della soddisfazione del cliente.
• Ottimizzazione del processo di erogazione dei servizi e miglioramento della rete di assistenza, con conseguente aumento dell'agilità aziendale.

Energie rinnovabili

Turbina digitale doppia Haliade

Gli ingegneri hanno utilizzato sensori virtuali della turbina digitale di Haliade per ottenere informazioni sulla temperatura.

Queste informazioni li hanno anche aiutati a sviluppare un'app in grado di monitorare e stimare la temperatura effettiva della turbina.

Questa applicazione ha aiutato gli ingegneri a valutare se consentire alla turbina di funzionare a pieno regime o di ridurne la velocità anche in caso di temperature troppo elevate.

Ambito futuro del gemello digitale:

Il gemello digitale sta colmando un divario significativo tra il mondo fisico e quello virtuale. I principali motori che possono accelerare l'espansione del gemello digitale saranno l'IoT e l'analisi dei big data nel prossimo futuro.

L'ambito futuro della creazione di un gemello digitale sarà quello di stimolare la crescita di tecnologie emergenti chiave come la Realtà Aumentata (AR) e la Realtà Virtuale (VR), con una perfetta integrazione.

Attualmente, il gemello digitale sta dominando l'industria manifatturiera, ma nel prossimo futuro possiamo sperare che avrà un impatto simile anche sui settori dell'istruzione, dei trasporti, dei servizi pubblici e delle risorse naturali.