I digital twin rivoluzionano il mondo moderno, repliche virtuali che ottimizzano processi, riducono sprechi e migliorano la sostenibilità. Dalla produzione all’energia, fino alle smart city, questa tecnologia innovativa sfrutta IoT e intelligenza artificiale per un futuro più efficiente e green.
Nell’era della digitalizzazione e dell’Industria 4.0, il concetto di digital twin o gemelli digitali sta emergendo come una delle innovazioni più promettenti per migliorare l’efficienza operativa e promuovere la sostenibilità ambientale. Un digital twin è una replica virtuale di un oggetto, processo o sistema reale, che consente di monitorare, analizzare e ottimizzare le sue prestazioni attraverso simulazioni e dati in tempo reale.
Questa tecnologia è la chiave per un futuro più sostenibile, per un’economia più circolare e quindi per un mondo più green. Ma vediamo nel dettaglio cos’è e come funziona un digital twin, le possibili applicazioni nei diversi settori e cosa aspettarci dall’integrazione con l’intelligenza artificiale e l’IoT nel futuro.
Digital twin: cosa sono e come funzionano
Un digital twin è una rappresentazione digitale accurata di un’entità fisica, sia essa un prodotto, un processo produttivo, un’intera infrastruttura e persino una città. Questo modello digitale è continuamente aggiornata con dati provenienti dal suo corrispettivo reale attraverso sensori e dispositivi IoT (Internet of Things). In questo modo si ha un monitoraggio costante e dettagliato delle sue condizioni operative. L’integrazione di tecnologie come l’intelligenza artificiale e l’analisi dei big data consente di elaborare queste informazioni per effettuare simulazioni, analisi predittive e ottimizzazioni in tempo reale.
Secondo il report del Capgemini Research Institute dal titolo “Digital Twins: Adding Intelligence to the Real World“, per il 57% delle organizzazioni i digital twin hanno un ruolo fondamentale nel migliorare i processi di sostenibilità e nel mantenere i propri impegni in ambito ESG (Environmental Social Governance).
I gemelli digitali sono una delle grandi tendenze del decennio secondo la società di ricerca Garner, e sempre secondo la ricerca di Capgemini, nei prossimi cinque anni ci sarà un aumento nel loro utilizzo pari al 36%.
Digital twin e sostenibilità: un binomio possibile?
L’adozione dei digital twin offre numerosi vantaggi in termini di sostenibilità ambientale. Attraverso la simulazione e l’analisi predittiva, le aziende possono identificare inefficienze nei processi produttivi, ottimizzare l’uso delle risorse e ridurre gli sprechi. Questo approccio proattivo permette di diminuire il consumo energetico, idrico e le emissioni di CO₂, contribuendo significativamente agli obiettivi di sostenibilità e all’adozione di nuovi modelli di business a impatto zero.
Un’applicazione significativa dei digital twin è rappresentata dai city digital twin o smart city, ovvero gemelli digitali di intere città. Questi modelli virtuali tridimensionali delle aree urbane aggregano dati geospaziali, informazioni demografiche, dati sul traffico e altri parametri ambientali. Questi vengono usati per supportare la pianificazione urbana, l’efficienza dei servizi e la gestione delle risorse e delle infrastrutture, rendendo le città più resilienti e sostenibili e migliorando al contempo la qualità della vita dei cittadini.
Un esempio è il progetto “Virtual Singapore”, il gemello digitale della città che consente alle autorità di simulare percorsi di evacuazione, ottimizzare l’installazione di pannelli solari e gestire il traffico in tempo reale. Singapore è stata tra le prime città al mondo a investire sul digital twin, e a oggi lo utilizza anche per migliorare i comportamenti della città in termini di sostenibilità.
Digital twin: esempi e applicazioni
L’utilizzo dei digital twin si estende a una vasta gamma di settori, ognuno dei quali trae specifici benefici da questa tecnologia.
- Settore manifatturiero: nel settore industriale, i digital twin vengono utilizzati per creare repliche virtuali di linee di produzione o singoli macchinari. Questo permette di monitorare le operazioni in tempo reale e ottimizzare i processi produttivi. Ad esempio, un’azienda automobilistica può utilizzare un gemello digitale per simulare l’assemblaggio di un veicolo, individuando possibili inefficienze e testando modifiche senza interrompere la produzione reale. In Brasile grazie all’adozione del digital twin, l’azienda Unilever ha risparmiato 2.8 miliardi di dollari, aumentando la produttività dall’1 al 3%, riducendo al contempo consumo di energia e impatto ambientale.
- Settore energetico: le aziende energetiche impiegano i digital twin per modellare reti elettriche e impianti di produzione. In questo modo si ottiene una gestione più efficiente delle risorse e una migliore integrazione delle energie rinnovabili. Per esempio, il gemello digitale di una rete elettrica può aiutare a prevedere i picchi di domanda e ottimizzare la distribuzione dell’energia, riducendo le perdite e migliorando l’affidabilità del servizio.
- Settore sanitario: in ambito medico, i digital twin possono rappresentare modelli virtuali di organi o interi sistemi corporei di un paziente, permettendo ai medici di simulare interventi chirurgici o prevedere l’evoluzione di una malattia. Questo approccio personalizzato migliora l’accuratezza delle diagnosi e l’efficacia dei trattamenti, riducendo al contempo i rischi associati alle procedure mediche.
- Settore dei trasporti: le aziende di trasporto utilizzano i digital twin per monitorare e gestire flotte di veicoli, ottimizzando i percorsi e migliorando l’efficienza operativa. Ad esempio, una compagnia aerea può creare un gemello digitale di un aeromobile per monitorarne lo stato in tempo reale, prevedere necessità di manutenzione e ottimizzare i consumi di carburante, contribuendo così alla riduzione delle emissioni. Un esempio reale è la piattaforma di monitoraggio e gestione del ciclo di vita di ponti e gallerie elaborata per Autostrade per l’Italia da Ibm, che ha raccolto tantissimi dati attraverso droni e sviluppo di modelli 3D di migliaia di opere.
- Settore idrico:un esempio pratico di digital twin applicato al settore idrico riguarda l’Acquedotto pugliese, che gestisce appunto il servizio idrico nella regione. L’infrastruttura viene gestita sfruttando una replica astratta di se stessa. Attraverso la raccolta di dati nella rete è in grado di prevenire malfunzionamenti e perdite, agendo prima che si verifichino. In maniera simile si muove l’azienda francese Veolia Water Technologies, che sfrutta il suo gemello virtuale per accelerare i processi decisionali, usando dati storici e in tempo reale per ottenere simulazioni e analisi utili per facilitare pratiche più sostenibili.
Innovazioni e trend futuri: il ruolo dell’intelligenza artificiale e dell’IoT
L’evoluzione dei digital twin è strettamente legata ai progressi nell’Intelligenza Artificiale (IA) e nell’Internet of Things (IoT). L’integrazione dell’IA consente ai digital twin di apprendere dai dati raccolti, migliorando continuamente le loro previsioni e ottimizzazioni. Un esempio? Nei processi industriali, un digital twin supportato dall’IA può analizzare anomalie nelle macchine e suggerire azioni correttive prima che si verifichino guasti.
L’IoT, invece, gioca un ruolo cruciale nella raccolta e trasmissione dei dati tra il mondo fisico e il suo gemello digitale. Sensori e dispositivi connessi consentono di ottenere aggiornamenti in tempo reale, garantendo un flusso costante di informazioni essenziali per il funzionamento del digital twin. Questa sinergia tra digital twin, AI e IoT permette di creare modelli predittivi sempre più accurati e di rendere le operazioni industriali più efficienti e sostenibili.
Nel prossimo futuro, si prevede che i gemelli digitali diventeranno ancora più sofisticati grazie all’uso di tecnologie avanzate come il 5G, che migliorerà la velocità e l’affidabilità della trasmissione dei dati, e la realtà aumentata (AR), che permetterà agli operatori di interagire in modo più intuitivo con i modelli digitali. Queste innovazioni renderanno il digital twin uno strumento sempre più indispensabile per migliorare la sostenibilità e l’efficienza in una vasta gamma di settori.
