Lo specchio magico incontra l'Industria 4.0

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Sviluppato per la prima volta negli anni ’60, il concetto di gemello digitale sta guadagnando terreno oggi ed è salutato come una rivoluzione in alcuni settori industriali. Ma come funzionano i gemelli digitali e come li utilizziamo in Thales?

Cominciamo con una definizione. Un gemello digitale è una rappresentazione virtuale di un’entità fisica, un oggetto, un processo – o anche un intero sistema – e può essere utilizzato per fornire approfondimenti e aiutare le decisioni attraverso la visualizzazione, l’analisi e la manipolazione dei dati.

A differenza dei sistemi di simulazione, un gemello digitale ha una controparte fisica, connessa tramite un feed di dati, con cui condivide comportamenti e caratteristiche. Per ottenere il massimo valore, i gemelli digitali possono trarre vantaggio e riutilizzare dati e informazioni in ogni fase del ciclo di vita di un sistema fornendo informazioni preziose, riduzioni dei costi, miglioramenti della qualità e riduzione dei rischi in ogni fase.

Inizialmente di portata ridotta, rappresentando un singolo prodotto come un motore a reazione, i gemelli digitali possono ora modellare un sistema completo e complesso come un aereo, un edificio o una linea di produzione – o persino il nostro intero pianeta, come vedremo di seguito.

Il concetto fu sviluppato per la prima volta dalla NASA negli anni '60 per il programma spaziale americano, e quello che sarebbe rimasto a lungo il suo più grande successo arrivò nel 1970 con il salvataggio dell'equipaggio della missione Apollo 13.

Gli ingegneri della NASA hanno utilizzato simulatori per replicare il funzionamento di tutti i componenti principali del modulo spaziale. Questi simulatori erano controllati da una rete di computer e potevano essere sincronizzati con i dati in tempo reale provenienti dalla navicella spaziale. Ed è stato in gran parte grazie a questi duplicati digitali connessi che le squadre a terra e nello spazio hanno potuto lavorare insieme per identificare il problema e salvare la missione. Il loro risultato è stato tanto più notevole perché non hanno utilizzato semplicemente un gemello digitale ma una rete di gemelli digitali, ciascuno modellato su un sistema di simulazione indipendente e in grado di interagire con tutti gli altri.

Oggi, questa tecnologia è stata elevata a nuovi livelli grazie ai progressi nella connettività, nell’elaborazione dei dati e nell’intelligenza artificiale.

Le conseguenze per l’industria sono chiare. Invece di realizzare un prodotto fisico e sottoporlo a una serie di test, il suo gemello digitale può essere utilizzato per analizzare e migliorare le sue prestazioni e anticipare eventuali problemi o guasti. In aggiunta a ciò, le persone in altri luoghi possono utilizzare cuffie olografiche per familiarizzare con un prodotto e vedere come funziona. E ciò che vale per un singolo prodotto vale anche per un sistema, una rete, una fabbrica o addirittura un'intera filiera.

Offerta gemelli digitaliuna vasta gamma di potenziali benefici in molti settori industriali: energia, trasporti, pianificazione urbana per progetti di smart city, ingegneria automobilistica e sanità (per testare trattamenti su un paziente virtuale, simulare procedure complesse o migliorare la qualità delle protesi).

Oggi Thales è in prima linea nello sfruttare le possibilità di questa tecnologia e persino nel superarne i limiti. I suoi team di ingegneri sono leader nel campo dei gemelli digitali e da molti anni migliorano progressivamente il concetto di gemello digitale. I gemelli digitali di Thales si unisconoambiente sintetico ad alta fedeltà Dispone di potenti funzionalità di ingegneria dei sistemi basata su modelli, scienza dei dati e apprendimento automatico che forniscono un numero crescente di prodotti sul mercato. Oggi il Gruppo sta aumentando l’uso dei gemelli digitali in tutte le aree di business. Ecco solo alcuni esempi:

Per aumentare l'efficienza dei nostri team di ingegneri, il progetto Multiphysics DigitalTwin utilizza la prototipazione virtuale per ottimizzare i sottoassiemi hardware in ogni fase del processo di sviluppo, dalla progettazione iniziale alla convalida funzionale, prima che qualsiasi prototipo fisico venga effettivamente costruito.

"I gemelli digitali accelerano le fasi di sviluppo e integrazione e semplificano la modellazione e l'integrazione di un sistema completo", afferma Christophe Dumas, Direttore operativo, Comunicazioni sicure e Sistemi informativi. "Questo è il modo in cui ci stiamo avvicinando allo sviluppo di MELISSA, ad esempio, la soluzione di comunicazione satellitare sicura che Thales sta fornendo agli aerei militari francesi per il rifornimento di carburante."