Che cos'è un gemello digitale?

Un gemello digitale è una tecnologia entusiasmante che ci consente di esplorare un'ampia gamma di possibilità e ottenere una migliore comprensione dei complessi sistemi del mondo reale. Questa rappresentazione virtuale di entità e processi fisici è composta da tre componenti principali: l'entità fisica nello spazio reale, il gemello digitale in forma software e, infine, i dati che collegano insieme questi due elementi. I gemelli digitali sono già utilizzati sia per ridurre i costi che per aumentare l'efficienza in molti settori e il loro potenziale per migliorare ulteriormente le nostre capacità sta diventando sempre più evidente.

Un gemello digitale consente alle organizzazioni di sbloccare informazioni senza precedenti sulle prestazioni dei loro oggetti fisici. Installando vari sensori che producono dati sull'oggetto e trasmettendo tali informazioni a un sistema di elaborazione, la copia virtuale può essere continuamente migliorata man mano che i dati in tempo reale vengono caricati e analizzati. Questa capacità di generare approfondimenti fornisce una soluzione efficace per le organizzazioni che cercano miglioramenti in aree come la produzione di energia e la regolazione della temperatura.

Alla base di questo c'è un approccio efficiente che utilizza simulazioni e studi sui problemi di prestazioni per informare questi miglioramenti prima che vengano effettivamente implementati sull'oggetto originale, riducendo notevolmente i costi e il tempo impiegato per realizzare queste trasformazioni.

Differenza tra gemelli digitali e simulazioni

I gemelli digitali e le simulazioni sono entrambi strumenti potenti per studiare le complessità di un sistema. Sebbene entrambi utilizzino modelli digitali per studiare e replicare le funzioni del sistema, la differenza fondamentale risiede nella scala: le simulazioni in genere si concentrano su un processo, mentre i gemelli digitali possono essere utilizzati per eseguire più simulazioni per una visione più olistica delle sue complesse operazioni.

I gemelli digitali sono molto più di un modello statico: offrono un ambiente interattivo che fornisce un set di informazioni molto più ricco per l'analisi. Utilizzando questo spazio virtuale, gli utenti possono valutare in modo più accurato come funzioneranno i loro sistemi in scenari diversi, fornendo informazioni preziose che spesso consentono alle aziende di prendere decisioni più informate.

Le differenze tra simulazioni e gemelli digitali si estendono anche oltre questo contesto. Le simulazioni non dispongono dei dati di feedback in tempo reale per misurare l'accuratezza, mentre un gemello digitale è impostato per comunicare in modo bidirezionale, raccogliendo i dati dai sensori dell'oggetto e quindi condividendo le informazioni che forma con la stessa fonte. Questa struttura abilitata dai gemelli digitali aiuta a generare modelli e risposte più accurati, consentendo agli utenti di accedere a informazioni immediatamente utilizzabili.

I gemelli digitali stanno rivoluzionando il modo in cui le organizzazioni possono simulare e pianificare potenziali risultati nel mondo reale. Sfruttando gli ambienti virtuali e la maggiore potenza di calcolo disponibile, oltre all'accesso a dati più aggiornati raccolti da un'ampia gamma di aree, i gemelli digitali sono in grado di valutare i problemi da uno spettro di punti più ampio rispetto a quello offerto dalle simulazioni tradizionali. Questa capacità migliorata presenta un potenziale praticamente illimitato per migliorare prodotti, piani e processi in modi sostanziali.

I gemelli digitali stanno rivoluzionando il modo in cui le organizzazioni possono simulare e pianificare potenziali risultati nel mondo reale. Sfruttando gli ambienti virtuali e la maggiore potenza di calcolo disponibile, oltre all'accesso a dati più aggiornati raccolti da un'ampia gamma di aree, i gemelli digitali sono in grado di valutare i problemi da uno spettro di punti più ampio rispetto a quello offerto dalle simulazioni tradizionali. Questa capacità migliorata presenta un potenziale praticamente illimitato per migliorare prodotti, piani e processi in modi sostanziali.

Tipi di gemelli digitali

Esistono vari modi per classificare i gemelli digitali, ma alcuni dei tipi e metodi più comuni includono:

Componente Gemelli

I componenti gemelli sono repliche digitali di una singola parte in un sistema o prodotto, fornendo opzioni per garantire la durabilità nell'applicazione reale. Attraverso questi modelli digitali, progettisti e ingegneri possono simulare scenari dinamici che le singole parti possono incontrare durante l'uso.

Questa pratica consente loro di valutare l'integrità della parte e apportare i miglioramenti necessari per garantirne l'affidabilità. Gli scenari simulati potrebbero rappresentare vari livelli di sollecitazione e calore che la parte potrebbe subire, consentendo ai progettisti di modificarne le specifiche in modo appropriato. Con i componenti gemelli, è possibile identificare possibili punti deboli prima ancora che esistano nella realtà.

Asset gemelli

Gli asset twin, o product twin, forniscono un modo unico per visualizzare il funzionamento dei prodotti fisici e dei loro vari componenti. Offrendo incarnazioni virtuali di prodotti del mondo reale, gli asset twin consentono agli esperti in numerosi campi come l'ingegneria e la manutenzione di ottenere informazioni su come i sistemi interagiscono.

Ad esempio, gli asset gemelli possono essere efficacemente utilizzati per monitorare le prestazioni di una turbina eolica e identificare quali componenti sono più soggetti a guasti a causa della normale usura. In questo modo, gli asset gemelli potrebbero rivelarsi preziosi per valutare lo stato delle macchine in una varietà di settori diversi.

Sistema Gemelli

I gemelli di sistema, noti anche come unità gemelle, forniscono una rappresentazione virtuale di sistemi costituiti da molti prodotti correlati. Modellando i singoli prodotti e le loro interazioni come parte di un sistema complesso, è possibile identificare le opportunità per una maggiore efficienza e produttività. I gemelli di sistema agiscono come una lente attraverso la quale le organizzazioni possono ottenere informazioni sulla relazione tra i prodotti e la domanda dei clienti, consentendo loro di ottimizzare i processi per ottenere le massime prestazioni.

Con questa maggiore visibilità sulle operazioni, le aziende sono in grado di adottare un approccio più proattivo alla risoluzione dei problemi e garantire che tutti i componenti funzionino in armonia tra loro. Questa potente tecnologia offre alle aziende un'entusiasmante opportunità per aumentare l'efficienza comprendendo come le loro risorse interagiscono e migliorano rispetto al sistema attuale.

Processo Gemelli

Il concetto di processi gemelli offre una nuova entusiasmante prospettiva sulle soluzioni digitali per imprenditori e responsabili delle decisioni. Con un gemello di processo, è possibile modellare ogni livello di operazioni, dai sistemi su larga scala ai piccoli dettagli. Ciò consente alle aziende di ottenere informazioni predittive su potenziali problemi, sviluppare raccomandazioni e piani d'azione basati su modelli attuali o scenari previsti e ottimizzare i modelli di produzione per garantire la massima efficienza.

I gemelli di processo stanno aprendo la strada a una nuova rivoluzione nel modo in cui guardiamo al moderno sistema interconnesso in settori come la produzione e aiutano a promuovere l'agilità all'interno delle organizzazioni mentre si sforzano di rimanere competitive nel mercato in continua evoluzione.

Vantaggi dei gemelli digitali

I gemelli digitali offrono una serie di vantaggi, come la riduzione dei costi e dei rischi di lavorare sugli aspetti fisici.

Alcuni degli altri principali vantaggi dei gemelli digitali includono:

Maggiore efficienza

I gemelli digitali possono alleviare i mal di testa associati ai processi di produzione del mondo reale di post-produzione consentendo il monitoraggio automatizzato dell'intero sistema multiparte. Utilizzando modelli digitali per rispecchiare i sistemi di produzione fisici, i produttori possono essere più proattivi nel garantire le massime prestazioni ed efficienza durante tutte le fasi del processo.

I gemelli digitali offrono un livello di trasparenza e flessibilità che i processi manuali semplicemente non possono eguagliare. Con la capacità di valutare rapidamente fluttuazioni minori o conseguenze indesiderate sulle operazioni della macchina, i dirigenti possono prendere decisioni informate per ottenere un miglioramento continuo delle prestazioni della propria organizzazione. Tutto ciò pone i gemelli digitali nella posizione ideale per fungere da potenti strumenti per i produttori moderni che cercano una resa e un risparmio energetico ottimali.

Migliore ricerca e sviluppo

L'uso dei gemelli digitali per informare le decisioni di ricerca e progettazione è diventato sempre più popolare grazie alla sua capacità di generare dati e report completi sui probabili risultati prestazionali dei prodotti.

Questa abbondanza di dati garantisce una visione incredibile e consente alle aziende di prendere decisioni informate su potenziali perfezionamenti del prodotto senza iniziare il costoso processo di produzione. Con i gemelli digitali, le aziende possono avere un'idea chiara di come si comporterà il loro prodotto in vari scenari o applicazioni prima di investire nella produzione su larga scala. Questo non solo aiuta a risparmiare denaro e risorse, ma garantisce anche che i clienti ricevano prodotti di qualità superiore poiché le aziende enfatizzano la raffinatezza piuttosto che tentativi ed errori.

Prodotti a fine vita

I gemelli digitali sono uno strumento prezioso per i produttori per gestire in modo efficiente ed efficace il ciclo di vita del prodotto. Possono utilizzare queste informazioni per ottimizzare le fasi finali della lavorazione del prodotto, risparmiando sui costi e garantendo la conformità alle normative. I gemelli digitali consentono ai produttori di analizzare le composizioni dei materiali e ottenere informazioni su ciò che può essere raccolto dai prodotti nelle fasi di fine vita, il che significa che possono decidere come e quando riciclare o riutilizzare i materiali.

Questa conoscenza ha il potenziale per avere un impatto positivo e duraturo nell'aiutarli a tagliare i costi, ridurre la loro impronta di carbonio, nonché promuovere nuove metodologie per iniziative di sostenibilità

Altri benefici

Alcuni degli altri vantaggi dei gemelli digitali includono una migliore efficienza operativa, tempi di attività più lunghi per le apparecchiature, maggiore affidabilità e disponibilità attraverso il monitoraggio e la simulazione, minori costi di manutenzione e continui miglioramenti.

Casi d'uso del gemello digitale

I settori che si affidano maggiormente ai gemelli digitali includono:

• Produzione: Il settore industriale è in prima linea nello sfruttare i gemelli digitali e in questo settore è stata osservata un'ampia implementazione. Per molti anni, i produttori hanno utilizzato repliche virtuali per modellare componenti, prodotti, sistemi e intere fabbriche, consentendo loro una visione senza precedenti dei loro processi operativi.
• Assistenza sanitaria: Attraverso i gemelli digitali, i professionisti medici hanno il potere di ottimizzare diagnosi e trattamenti evitando i rischi dei test nel mondo reale. Sfruttando cartelle cliniche elettroniche, dati di sequenziamento del genoma, risultati di imaging e altre informazioni sui pazienti insieme a approfondimenti di ricerca comparativa resi anonimi, i fornitori possono determinare con sicurezza le migliori opzioni terapeutiche per i loro pazienti con una precisione maggiore che mai
• Energia: Le aziende elettriche sono all'avanguardia della tecnologia, esplorando i gemelli digitali per rivoluzionare le centrali elettriche, le reti e persino i sistemi di energia rinnovabile. Questo approccio innovativo potrebbe consentire un controllo senza precedenti sui protocolli di manutenzione e sul monitoraggio della produzione al fine di massimizzare l'efficienza degli impianti solari e dei parchi eolici, un passo fondamentale verso la neutralità del carbonio. In futuro, intere reti elettriche potranno essere replicate con i gemelli digitali di processo.
• Urbanistica: Attraverso la tecnologia dei gemelli digitali, le città e i grandi progetti di costruzione possono essere collegati digitalmente per migliorare le infrastrutture. L'utilizzo delle tecnologie IoT insieme all'analisi dell'intelligenza artificiale consente alle iniziative di smart city di aumentare l'efficienza energetica ottimizzando i servizi di trasporto su scala nazionale.
• Vendita al dettaglio ed e-commerce: I rivenditori stanno sfruttando i gemelli digitali per trasformare l'esperienza di acquisto, dal posizionamento del prodotto e dall'ottimizzazione del percorso del cliente nei negozi fisici, alla promozione del coinvolgimento online attraverso modelli di negozio virtuale. L'innovazione sta anche rivoluzionando la grafica con immagini 3D renderizzate con dettagli senza precedenti, creando un'esperienza visiva iperrealistica.