L’implementazione di tecnologie innovative in impianti esistenti è una missione imprescindibile per guardare al futuro del comparto industriale. È proprio nell’ambito delle tecnologie più all’avanguardia che il concetto di digital twin, che si fa spazio nel più ampio filone dell’Industria 5.0, diventa uno dei paradigmi più innovativi che potrebbero portare a un miglioramento delle prestazioni di macchinari, impianti e processi.
Il digital twin, o gemello digitale, consiste in una rappresentazione digitale aggiornata di un asset fisico e reale in funzione quale, per esempio, uno strumento di misura. Il digital twin è uno rappresentazione virtuale che consente di analizzare le prestazioni di componenti e sistemi in logica di manutenzione predittiva, per ottimizzarne l’efficienza e la produttività nel mondo reale.
Perché parlare di industria 5.0 per la manutenzione industriale? Quali sono le potenzialità della tecnologia digital twin? In questo articolo facciamo luce sul potenziale di crescita di questa tecnologia per applicazioni industriali.
Nello specifico, approfondiamo:
L’industria 4.0 ha visto la nascita di alcune tecnologie innovative come l’Internet of Things (IoT), il Cloud computing, l’Intelligenza artificiale (AI), la robotica e la realtà aumentata (AR). L’affermarsi di queste tecnologie, e la loro evoluzione, ha influenzato non solo il mondo industriale, ma anche la sfera sociale trasformando le relazioni umane e l’interazione con i macchinari. È proprio da qui che muove il concetto di Industria 5.0. Se da un lato l’industria 4.0 è focalizzata sull’introduzione delle tecnologie abilitanti, il paradigma dell’industria 5.0 è maggiormente focalizzato sull’ambiente e sulle persone che sono al centro del processo di produzione con l’ausilio delle tecnologie dell’industria 4.0. Proprio su questo tema, il 27 aprile 2022, si è tenuta a Bruxelles una tavola rotonda dedicata all’Industria 5.0 che ha riunito i leader industriali delle principali aziende e PMI europee, i rappresentanti dei sindacati e di altre parti interessate. Il dibattito è stato incentrato su come far progredire l’implementazione dell’Industria 5.0 e di quali sarebbero le condizioni favorevoli alla sua adozione. L’industria 5.0 contribuisce alla ridefinizione dei modelli di business favorendo logiche circolari che riducono l’impatto ambientale e migliorano l’adattabilità dei processi produttivi. Una riduzione che potrà avvenire grazie all'utilizzo di apposite tecnologie per ogni fase del ciclo di vita di prodotti, a partire dalla simulazione fino alla manutenzione ed ottimizzazione.
Nell’ambito dell’automazione industriale e proiettandoci verso la cosiddetta Industry 5.0, grazie all’avanzamento delle tecnologie digitali, entrano in gioco i digital twin. I modelli di gemelli digitali possono essere utilizzati per prevenire la sostituzione di un componente del macchinario andando a determinare il momento più opportuno per la manutenzione attraverso la misurazione di specifici sensori che trasmettono le condizioni operative dall’asset reale alla sua riproduzione digitale. Pertanto, il digital twin consente una gestione più efficiente di macchinari e sistemi, permettendo di andare a ridurre costi e tempistiche di intervento.
Vediamo nel dettaglio cosa si intende per digital twin. Il gemello digitale è una replica virtuale di un impianto, sistema o componente fisico, che fornisce una “fotografia” dello stato del dispositivo in tempo reale. La tecnologia del digital twin, quindi, è un processo di utilizzo di flussi di dati che permettono di rappresentare a livello digitale un asset fisico che si aggiorna in real time a seconda dei dati che vengono raccolti da appositi sensori collegati al dispositivo.
Le potenzialità di un digital twin risiedono nell’utilizzo di programmi di simulazione ed apprendimento automatico per fornire informazioni sull’asset ed elaborare dei modelli predittivi delle prestazioni future del macchinario a seconda di determinate condizioni. Per esempio, il modello digitale di una pompa è in grado di fornire informazioni preziose sulle prestazioni del componente di un impianto indicando lo stato di salute del dispositivo. Ciò consente all’azienda di andare a rilevare tempestivamente quelli che potrebbero essere i malfunzionamenti e programmare interventi di manutenzione mirati. In questo senso il digital twin abilita la manutenzione predittiva degli impianti, scongiurando fermi macchina e stop di produzione. Ma non solo, l'analisi dei dati raccolti consente anche il monitoraggio dei consumi a livello energetico mettendo in luce quali processi ottimizzare al fine di ridurre gli sprechi di energia.
In conclusione, il digital twin è uno strumento grazie al quale oggi è possibile prevenire e risolvere problemi operativi a distanza andando a pianificare interventi di manutenzione in base alle prestazioni effettive d'impianto. Sicuramente ad oggi stiamo vedendo solo la punta dell'iceberg del digital twin, ma la sua storia si sta svolgendo ed è in evoluzione sempre più verso l'Industria 5.0.
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