Di Digital Twin si sente parlare ormai sempre di più: i campi d’applicazione sono ampi (dal settore AECO a quello sanitario) e lo sviluppo previsto a livello economico rende questa tecnologia ancor più interessante – secondo questo report del 2020, il mercato dei “Gemelli Digitali” crescerà da 6.9 miliardi di dollari nel 2022 a 73.5 miliardi entro il 2027.

Ma cosa significa davvero “Digital Twin”?

“Digital Twin” significa letteralmente “Gemello Digitale” e proprio di questo si tratta: una rappresentazione digitale di un oggetto del mondo reale. L’accezione di “oggetto” è la più ampia possibile: si va dalle automobili, al corpo umano, a ponti, strade e intere città. Questa tecnologia trova infatti applicazione in molti settori e con diversi scopi. Si pensi ad esempio all’automotive, in cui un Gemello Digitale può essere utilizzato in fase di product testing, oppure per la formazione di professionisti specializzati, per la manutenzione predittiva degli impianti o addirittura per facilitare le vendite. Un altro esempio è il settore sanitario: la traiettoria di sviluppo (supportata anche dagli obiettivi di digitalizzazione del PNRR previsti per il mercato italiano) prevede il miglioramento del sistema del Fascicolo Sanitario Elettronico, con l’obiettivo di adottare un approccio olistico orientato alla prevenzione, anche tramite la creazione di un Gemello Digitale di ogni singolo individuo, cioè un modello digitale che raccolga dati eterogenei sulla salute di ciascuno.

Con riferimento al settore AECO (Architecture, Engineering, Construction and Operation), il termine Digital Twin rappresenta la replica digitale di un progetto, di un asset immobiliare, o di un sistema: come anticipato poco sopra, è possibile creare un Gemello Digitale di un edificio, di un’infrastruttura, e persino di una città intera. A questo proposito, sono molto interessanti gli esempi di Trondheim, Parigi e Matera.

Trondheim è il quarto centro abitato maggiore della Norvegia e sta attualmente lavorando per digitalizzare un modello del proprio paesaggio urbano. L’obiettivo è duplice: avere un’immagine della Trondheim del futuro (e la base per lo sviluppo di una smart city), e creare occasioni di partecipazione cittadina allo sviluppo urbano, anche in ottica di democratizzazione. Se, infatti, un modello digitale è reso abbastanza fruibile e intuitivo nella consultazione, i cittadini possono essere facilmente interrogati sui loro desideri per lo sviluppo della città – nel caso di Trondheim, la cittadinanza ha potuto segnalare dove avrebbe voluto veder aumentati il verde pubblico, le aree pedonali o gli accessi al fiume Nidelva.

Anche Parigi è dotata di un proprio enorme Gemello Digitale, creato in oltre un decennio di lavoro e che comprende più di 2 milioni di strutture esistenti e future distribuite su un territorio di oltre 1.000 km². I modelli 3D sono stati creati con dati GIS (Geographic Information System) e la metodologia BIM, per essere poi raccolti insieme a fotografie e dati forniti dall’Institut National de l’Information Géographique et Forestière (Istituto Nazionale dell’Informazione Geografica e Forestale). Il Digital Twin parigino è stato creato per essere molto intuitivo e raccogliere oltre 250 progetti che al momento sono ancora work in progress: due dei più importanti sono il Grand Paris Express e il piano per le Olimpiadi di Parigi del 2024.

Anche in Italia si sta lavorando su questo fronte: il progetto per la creazione del Gdm (Gemello Digitale di Matera) è stato annunciato a giugno di quest’anno durante la Matera Digital Week. Questo sarà uno dei progetti italiani più virtuosi in ambito smart city, e avrà come obiettivo l’integrazione a sistema di tutte le componenti di una “città intelligente”, dal sistema ambientale alla smart community.

Le caratteristiche di un Digital Twin

Un Gemello Digitale diventa utile, evidentemente, solo se viene continuamente aggiornato per rispecchiare fedelmente e in ogni momento il gemello reale. È possibile ottenere un aggiornamento continuo e automatico nel momento in cui il Digital Twin viene supportato dall’AI (Intelligenza Artificiale) e IoT (Internet of Things). In alternativa, i Digital Twin vengono mantenuti in sincrono con i loro gemelli reali tramite l’aggiornamento dei modelli BIM e utilizzando software di modellazione 3D.

Sebbene un modello BIM sia la base e una parte integrante del Gemello Digitale, quest’ultimo, rispetto al modello BIM, raggiunge un livello sicuramente maggiore di raffinatezza e complessità, intesa come aggregazione più completa di informazioni integrate. Proprio in quanto sistema che raccoglie dati vari e compositi, il Digital Twin apporta una serie di vantaggi durante l’intero ciclo di vita del gemello reale.

Vantaggi del Digital Twin nel settore AECO

Come già detto, il Digital Twin contiene un maggior numero di informazioni, con un più alto livello di dettaglio: questo rappresenta sia per i gestori che per i proprietari un vantaggio non da poco, e da cui discendono una serie di altri benefici a livello di resource management, connettività, maggior valore dell’assett e miglior efficienza nella gestione in generale.

• I team di progettazione possono sperimentare i risultati di una data modifica prima di includere la modifica nel progetto o procedere in cantiere, evitando sforamenti di budget in termini di costi e tempi, e ovviamente limitando gli errori
• La creazione di un Gemello Digitale permette una gestione più efficiente delle risorse: se supportati dall’IoT, i due gemelli, digitale e non, possono comunicare in tempo reale. In questo modo, ufficio e cantiere diventano anch’essi collegati in modo sincrono
• Il Gemello Digitale di un asset resterà un valore aggiunto anche dopo la fase di costruzione: le informazioni potranno influenzare i futuri decision maker ed essere di supporto per le modifiche dell’asset stesso
• In caso di problema architettonico, strutturale o impiantistico dell’edificio, il Digital Twin è in grado di evidenziare precisamente l’area interessata così da rendere più facile l’asset management  
• Se il Digital Twin viene supportato dall’IoT, possono essere fornite informazioni utili per aumentare realmente l’efficienza di un asset – anche in riferimento all’uso che viene fatto dalle persone che quotidianamente vivono in quell’edificio

Considerazioni

Perché si possa beneficiare dei vantaggi sopra elencati, è opportuno fare attenzione a due aspetti fondamentali durante lo sviluppo di un Gemello Digitale:

1. Il Gemello Digitale deve essere creato e aggiornato con i dati dell’as-built, cioè dell’opera esattamente come realizzata, altrimenti non sarà una copia gemella del reale e non potrà essere collegato alla sensoristica (IoT).

2. Il gemello digitale deve essere costantemente aggiornato: se i modelli non vengono aggiornati correttamente, si rischia di elaborare dati non reali, giungendo a risultati diversi dalle esigenze del proprietario dell’asset.

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