Concentrandosi sulle applicazioni industriali e sulla gestione degli asset, i gemelli digitali sbloccano le possibilità della realtà aumentata, mista e virtuale, abbinata al cloud, all'intelligenza artificiale e all'edge computing.
Negli ultimi anni diversi ricercatori e leader del settore hanno indicato i gemelli digitali come una delle tre tendenze dell'IoT industriale che i produttori dovrebbero prendere in considerazione. Il concetto di gemello digitale è già consolidato e il supporto necessario per la sua diffusione si sta diffondendo gradualmente. Questo include un linguaggio comune per descrivere il mondo costruito in un modo facile da modellare.
Che cosa sono i gemelli digitali?
I gemelli digitali sono rappresentazioni virtuali fisicamente accurate e abilitate dall'intelligenza artificiale di asset, ambienti o processi perfettamente sincronizzati con il mondo reale. Permettono alle aziende di condurre esperimenti virtuali "what-if" sui propri ambienti di produzione senza causare interruzioni. Ad esempio, i dati acquisiti dalle apparecchiature di una fabbrica consentono di prevedere perché e come le apparecchiature potrebbero guastarsi. Allo stesso modo, i dati acquisiti dai sensori e dai dispositivi IoT in un magazzino possono aiutare il team della supply chain a gestire i costi futuri dell'inventario.
La simulazione sui gemelli digitali potrebbe accelerare la ricerca e far risparmiare denaro e risorse
Le società elettriche e altri operatori del settore delle energie rinnovabili stanno già utilizzando i gemelli digitali per simulare l'efficienza dei pannelli solari e delle turbine eoliche. Ad esempio, utilizzando i dati storici delle stazioni meteorologiche e l'intelligenza artificiale nel cloud, i nuovi modelli digitali consentono agli ingegneri di determinare la posizione ottimale delle turbine eoliche in una grande installazione per ottenere la migliore efficienza e aumentare la produzione di energia.
Utilizzando un gemello digitale, gli sviluppatori possono comprendere come funzionerebbe un parco eolico prima di costruirlo. Inoltre, possono utilizzare i dati raccolti dalle turbine eoliche esistenti per modellare i progetti futuri, abbinare diverse configurazioni di turbine e realizzare la turbina migliore per la posizione reale del parco.
I gemelli digitali aiutano a gestire interi edifici e campus
L'edificio Brookfield One Manhattan West (OMW) è una torre per uffici all'avanguardia di 2,1 milioni di metri quadrati a New York City, nel quartiere di Manhattan West. Prima della sua costruzione, Brookfield ha immaginato una proprietà digitale. In particolare, era interessato a utilizzare la tecnologia del gemello digitale per creare un modello virtuale dell'edificio collegato direttamente all'infrastruttura.
Progettando sin dall'inizio l'immobile con migliaia di sensori e gateway, Brookfield ha fatto in modo che ogni asset dell'edificio fosse connesso e inviasse continuamente dati al centro di gestione. Tutti i dati raccolti vengono quindi consolidati e inviati al cloud per l'analisi.
Gli operatori OMW possono rilevare immediatamente i potenziali problemi e agire rapidamente grazie al gemello digitale, potenziato dalla realtà aumentata. Ad esempio, se un ascensore non funziona correttamente, un tecnico può disattivarlo direttamente dalla replica digitale e inviare una squadra di riparazione per ripararlo. Inoltre, è possibile visualizzare i dati dei sensori in tempo reale per anticipare il probabile guasto di un pezzo importante dell'apparecchiatura e sostituirlo prima che accada, consentendo la manutenzione predittiva.
Inoltre, i responsabili degli edifici e le società elettriche possono utilizzare il gemello digitale per comprendere e simulare l'utilizzo ottimale degli impianti HVAC. Analizzando i dati dei sensori dei termostati e creando una simulazione virtuale, è possibile sperimentare regolando la potenza delle diverse unità per offrire il massimo comfort a residenti e utenti, ottimizzando al contempo il consumo energetico. Inoltre, i sensori possono indicare l'utilizzo in tempo reale di stanze e spazi e regolare di conseguenza la temperatura e l'umidità.
Lo stesso concetto può essere applicato a più edifici nella stessa area per creare una soluzione di città intelligente.
"Ora, con il gemello digitale, quando iniziamo a considerare il valore che può creare nella fase operativa - per l'inquilino, il visitatore, l'utente o l'operatore dell'edificio - iniziamo a considerare l'approccio della piattaforma su scala di gemelli digitali, il che significa fondamentalmente aggregare i dati, quindi portare questi nuovi casi di utilizzo PropTech a valore aggiunto anche nel settore dell'edilizia", afferma Elisa Rönkä, Global Head of SaaS Sales for Digital Buildings di Siemens.
Omniverse - la soluzione di gemellaggio digitale per le applicazioni industriali
Secondo NVIDIA, con NVIDIA Omniverse™ Enterprise implementato su NVIDIA® OVX™, le aziende stanno sviluppando simulazioni virtuali fisicamente accurate e abilitate all'AI, perfettamente sincronizzate con il mondo reale.
Amazon Robotics, la divisione di ricerca sull'automazione di Amazon, dispone di oltre mezzo milione di robot a guida digitale per supportare la logistica di magazzino. La maggior parte di questi robot sono capsule che si muovono all'interno del magazzino, consegnando scaffali alle stazioni di lavorazione o spostando intere strutture.
Ora Amazon Robotics costruisce gemelli digitali abilitati all'AI per i propri magazzini in NVIDIA Omniverse Enterprise per ottimizzare la progettazione e il flusso del magazzino, addestrare assistenti robotici più intelligenti e aumentare la produttività complessiva.
Il leader delle infrastrutture cellulari Ericsson utilizza i gemelli digitali per testare e ottimizzare l'implementazione delle nuove reti 5G. Crea rappresentazioni virtuali delle città utilizzando NVIDIA Omniverse Enterprise per simulare il miglior posizionamento delle nuove celle e fornire una copertura 5G ottimale. Il ray-tracing in tempo reale accelerato da RTX di NVIDIA consente ai ricercatori di vedere in tempo reale rappresentazioni precise della qualità del segnale in ogni punto della città.
Questi sono solo un paio di esempi del potenziale utilizzo del gemello digitale in diversi settori. Attualmente la tecnologia viene utilizzata per testare e addestrare macchine autonome, convalidare veicoli autonomi, simulare scenari meteorologici critici, eseguire ricerche sul clima, formazione medica avanzata e trasformare la produzione.
La realtà aumentata e i gemelli digitali stanno cambiando il modo di lavorare delle persone
Utilizzando cuffie per la realtà aumentata e simulazioni digitali, molti settori stanno cambiando il modo in cui tecnici, operatori di fabbrica, operatori sanitari e altri svolgono il proprio lavoro quotidiano.
Oggi la realtà aumentata consente ai tecnici di eseguire operazioni complesse da una postazione remota, mentre un addetto all'assistenza locale le esegue in tempo reale sull'asset fisico. L'ingegnere può vedere cosa sta facendo l'operatore locale e, utilizzando un gemello digitale, fornire istruzioni precise per eseguire i passaggi necessari a completare la procedura.
In alcuni ospedali, gli interventi chirurgici a distanza vengono ora eseguiti utilizzando telecamere e sensori ad alta definizione. I medici possono dirigere l'équipe chirurgica locale da remoto o utilizzare bracci robotici per realizzare interventi complessi.
Utilizzando l'intelligenza artificiale, la realtà aumentata e i gemelli digitali, gli operatori delle flotte ottimizzano i percorsi delle merci, risparmiando tempo e carburante.
I gemelli digitali hanno appena iniziato a rivoluzionare diversi settori, e il meglio deve ancora venire
Sessant'anni fa la NASA creò una delle prime versioni di gemello digitale per simulare il lander lunare. Gli ingegneri che lavorarono a quel progetto, alcuni dei quali ancora in vita, saranno stupiti dalle possibilità della tecnologia odierna.
I gemelli digitali stanno iniziando a comparire in molti altri settori, supportati dalla trasformazione digitale, dai big data e dalle tecnologie di simulazione. Nei prossimi anni vedremo il potenziale dell'applicazione della simulazione in tempo reale, della visualizzazione, della realtà aumentata e mista e la potenza del cloud in molti aspetti della nostra vita quotidiana.
Oggi più che mai abbiamo bisogno di tecnologie come i gemelli digitali che ci aiutino a ridurre le emissioni di carbonio, a ottimizzare le nostre operazioni per ridurre gli sprechi e a garantire un futuro molto più sostenibile.
