Digital Twin: cos’è, come funziona, quali sono i vantaggi

Un digital twin è una rappresentazione virtuale di un sistema reale. Scopri come funziona e come riesce a migliorare la comunicazione e aumentare l’efficienza del tuo business

Nell’era digitale, le aziende sono sempre più alla ricerca di modi per sfruttare il potere dei dati per migliorare il proprio business. Un concetto emergente che sta aiutando a raggiungere questo obiettivo è il digital twin.

In parole povere, un digital twin è una replica digitale di un oggetto o sistema fisico. Con i modelli digitali, le aziende possono ottenere intuizioni preziose su come funzionano i propri prodotti e migliorare i processi decisionali identificando potenziali miglioramenti prima della progettazione. Ti consiglio per questo di utilizzare un digital twin software che ti permetta di sfruttare a pieno il potere di questa tecnologia.

Ma cos’è esattamente un digital twin? E come può essere di aiuto nel settore delle costruzioni?

Cos’è un digital twin?

Un digital twin è una rappresentazione digitale di un oggetto o sistema fisico, progettata per facilitare e migliorare i processi decisionali. Può essere creato per qualsiasi tipo di oggetto, tra cui macchine industriali, edifici, ponti e persino esseri umani.

Tipicamente, i digital twins sono composti da dati provenienti da sensori e altre fonti che vengono utilizzati per modellare, simulare, prevedere e ottimizzare il comportamento e il design di vari componenti e sistemi che rappresentano in tempo reale.

Ad esempio, un digital twin può essere utilizzato per monitorare il funzionamento e le condizioni dei sistemi infrastrutturali critici in tempo reale, come le reti elettriche o i sistemi di controllo del traffico. Possono essere usati anche per simulare il comportamento di sistemi complessi, come l’economia globale o un impianto di produzione avanzata. Nel complesso, i gemelli digitali sono strumenti estremamente potenti capaci di analizzare e comprendere il comportamento di una vasta gamma di sistemi. È per questo che stanno diventando sempre più popolari in molti campi diversi, dall’ingegneria alla sanità.

Digital twin technology: esempi e campi di applicazione

I gemelli digitali vengono ampiamente utilizzati in diversi campi:

• ingegneria: aziende aerospaziali e di automobili sfruttano questa tecnologia da anni per progettare nuovi prodotti e migliorare quelli esistenti, per monitorare le prestazioni dei veicoli e scoprire modi per ridurre il consumo di energia;
• produzione: nel processo di produzione i gemelli digitali sono utili per verificare che i prodotti soddisfino standard specifici prima che arrivino sul mercato e permettono ai produttori di identificare i problemi in anticipo, in modo da poter prendere provvedimenti prima che la produzione inizi;
• sviluppo urbano e pianificazione urbana: il digital twin può essere usato per migliorare le infrastrutture urbane. Gli urbanisti confrontano i dati provenienti dai sensori posizionati in tutta la città (modelli di traffico, i livelli di inquinamento o il calpestio dei pedoni) con i dati storici memorizzati sul cloud o altrove per capire meglio il modo in cui le città funzionano, identificare potenziali problemi e migliorare la loro sostenibilità ed efficienza.

Cos’è un digital twin nell’edilizia, nell’ingegneria e nell’architettura?

Un settore che ha potuto beneficiare fortemente dei vantaggi apportati dai gemelli digitali è quello delle costruzioni, ed è per questo che l’uso dei gemelli digitali sta diventando sempre più comune nei progetti edilizi.

Quando si parla di digital twin nelle costruzioni si può fare riferimento sia ad opere ancora in fase di progettazione sia ad opere già costruite.

Nel primo caso si “costruisce” l’opera virtualmente prima ancora che nella realtà. Questo vuol dire che si riesce a simulare tutto ciò che orbita intorno alla costruzione di un bene, individuando, prima ancora che il cantiere abbia inizio, eventuali clash e inconvenienti e ottenendo così notevoli risparmi in termini di tempi e costi.

Il secondo caso invece si riferisce alla riproduzione in digitale di un bene del patrimonio costruito. Riprodurre virtualmente un’opera costruita raggiungendo un livello di dettaglio tale da poter parlare di digital twin, consente di utilizzare questo modello per futuri progetti, opere di recupero e riuso o per pianificarne la sua gestione e manutenzione.

I gemelli digitali degli edifici, dunque, forniscono numerosi vantaggi durante tutto il ciclo di vita di un edificio:

• in fase di progettazione possono essere usati per testare diversi scenari e individuare quello ottimale per lo scopo della costruzione, riducendo tempi e costi di progettazione;
• in fase di costruzione, possono essere usati per monitorare il processo di costruzione e identificare in anticipo eventuali problemi facendo in modo che il progetto sia completato nei tempi e nel budget previsti;
• in fase di manutenzione, il gemello digitale viene continuamente arricchito di dati e diventa una riproduzione fedele della realtà che permette di identificare tempestivamente eventuali problemi e aiuta a prolungare la vita di un edificio riducendo i costi operativi.

BIM vs digital twin: qual è la differenza?

I gemelli digitali e i modelli BIM sono entrambi rappresentazioni digitali di oggetti fisici, ma differiscono in termini di funzionalità e scopo.

Un modello BIM è una rappresentazione digitale di un oggetto fisico o di un sistema che viene usato per scopi di pianificazione, progettazione e costruzione e può contenere dati come dimensioni, proprietà dei materiali e specifiche di costruzione.

I gemelli digitali, invece, sono modelli dinamici che possono essere usati per monitorare e gestire le prestazioni degli oggetti fisici in tempo reale. I gemelli digitali possono essere derivati dai modelli BIM, ma richiedono ulteriori fonti di dati per essere pienamente funzionali e per questo sono spesso usati nel contesto dell’IoT.

In definitiva, gemelli digitali e modelli BIM rappresentano entrambi la versione digitale di oggetti fisici, ma differiscono nello scopo: i gemelli digitali sono tipicamente usati per il monitoraggio e la gestione, mentre i modelli BIM sono usati principalmente per la pianificazione e la progettazione.

Digital twin e IoT: la combinazione vincente per la digitalizzazione delle costruzioni

L’IoT gioca un ruolo molto importante nella creazione del gemello digitale per un progetto di costruzione. Attraverso sensori e dispositivi connessi ad internet, l’IoT può aiutare a garantire che tutti gli aspetti del progetto siano strettamente monitorati e controllati.

Il gemello digitale BIM arricchito dai dati provenienti dai sensori IoT può essere usato per:

• analizzare come sta procedendo il progetto di costruzione e identificare potenziali problemi in anticipo;
• prendere decisioni su come ottimizzare le prestazioni del bene;
• aiutare a migliorare la sicurezza nei cantieri fornendo dati in tempo reale sui potenziali pericoli.

Nel complesso, l’IoT fornisce il collante digitale che può legare insieme sistemi disparati e fonti di dati per creare il gemello digitale del mondo fisico. Se applicato all’edilizia, un tale gemello digitale può fornire una visione in tempo reale del progetto che aiuta a migliorare la comunicazione tra gli appaltatori e le parti interessate e fornisce dati preziosi per il miglioramento continuo dei progetti di costruzione.

Quali sono le tips per implementare al meglio il digital twin in un progetto?

Come abbiamo appena visto, il digital twin è la rappresentazione digitale di un’opera nella sua complessità. Per fare in modo che un più comune modello 3D si converta nel digital twin di un bene, è necessario che questo modello contenga tutte le informazioni, i dati, e i layers del bene reale raggiungendo un livello di dettaglio corrispondente ad un LOD 500.

Per la realizzazione di un gemello digitale è quindi indispensabile integrare le varie sfere progettuali del mondo dell’edilizia (struttura, architettura, MEP) e utilizzare simultaneamente più tecnologie come ad esempio laser scanner, sensori, metodologia BIM e oggetti intelligenti basati sull’Internet of Things (IoT). Collegando sensori alle risorse fisiche, i manager edili possono raccogliere dati in tempo reale da utilizzare per migliorare la gestione del progetto e la manutenzione delle opere edili.

Ma come implementare un gemello digitale e una soluzione IoT?

In primo luogo, è necessario creare una replica digitale del tuo progetto attraverso un software BIM. Una volta creato il modello digitale, è necessario popolarlo di dati. I dati raccolti devono poi essere integrati nel modello digitale attraverso una piattaforma cloud. Infine, sarà necessario monitorare e aggiornare continuamente il modello digitale man mano che il progetto di costruzione evolve.

Per rendere questa implementazione estremamente semplice ti consiglio di scegliere un software per la gestione dei digital twin che ti permette di gestire in maniera perfettamente integrata tutte queste attività:

• visualizzare e analizzare i dati raccolti da sensori IoT direttamente sul digital twin (BIM IoT platform);
• arricchire il modello BIM con ulteriori dati significativi per il monitoraggio (BIM data management);
• tenere traccia di tutti i dati, creare report dettagliati, effettuare un’analisi delle attività svolte e gestire i ticket fino alla chiusura (BIM facility management).

Gli step per la creazione di un digital twin nel settore delle costruzioni

Adesso che sappiamo di quali informazioni necessitiamo e di quali strumenti avremo bisogno per la realizzazione di un digital twin, vediamo insieme le fasi per cui passa il suo processo di creazione:

• progettazione o rilievo: in questa prima fase si parla di progettazione o rilievo in funzione della tipologia di bene. Se il bene è una nuova costruzione si parlerà di progettazione, se il bene appartiene al patrimonio costruito si parlerà di rilievo. Questa fase serve, in entrambi i casi, a stabilire tutti i connotati geometrici e informativi del bene, da implementare poi nel modello. Il rilievo o la progettazione non riguardano i soli dati geometrici e i soli aspetti architettonici, ma il bene nella sua totalità (strutture, impianti, materiali, etc.);
• modifica e personalizzazione del modello: questa fase serve a customizzare il modello adattandolo alle esigenze specifiche degli stakeholders o della fase del ciclo di vita in cui il bene si trova;
• condivisione e collaborazione: la realizzazione del digital twin ha fin dall’inizio un’impronta collaborativa, questo perché come abbiamo detto coinvolge i professionisti delle varie fasi progettuali (struttura, architettura, MEP). Ma la condivisione e la collaborazione connesse all’uso di un gemello digitale continuano per tutto il ciclo di vita del bene. Il digital twin viene infatti condiviso, anche tramite l’utilizzo di specifiche BIM collaboration platform, e grazie al suo utilizzo e alla metodologia BIM, si innescano flussi di lavoro completamente open e collaborativi.

Quali sono i vantaggi dati dal digital twin nelle costruzioni?

Com’è facile intuire già dai paragrafi precedenti di questo articolo, i vantaggi connessi alla realizzazione e utilizzo del digital twin nel settore delle costruzioni sono molti, vediamo però insieme i principali sei:

• ottimizzazione della fase di Operation and Maintenance (O&M): avere a disposizione il gemello digitale del nostro bene ci permette di stilare su di esso, grazie all’utilizzo di specifici software per la gestione degli asset, accurati piani di manutenzioni aggiornabili e condivisibili;
• maggiore collaborazione e comunicazione: grazie ad apposite piattaforme di collaborazione­­­ è possibile lavorare in modo condiviso e collaborativo su un unico gemello digitale;
• maggiore efficienza: i digital twin consentono infatti di simulare il cantiere e l’ambiente in cui andrà ad operare il team di costruzione, questo permette a sua volta di individuare clash e interferenze e risolverle prima dell’avvio del cantiere risparmiando tempi e costi;
• maggiore sicurezza: La sicurezza è una priorità assoluta nel settore delle costruzioni e i digital twin contribuiscono a migliorarla identificando i potenziali pericoli prima che si verifichino grazie al monitoraggio in tempo reale e all’analisi predittiva. Intervenire sulla sicurezza consente a sua volta di ridurre i costi associati a ritardi imprevisti o incidenti sul cantiere;
• maggiore qualità progettuale: grazie al digital twin i professionisti coinvolti hanno la possibilità di valutare digitalmente l’opera nella sua interezza e complessità, i materiali e le finiture, gli impianti e i macchinari, etc. Questo permette chiaramente di effettuare scelte qualitativamente migliori ed essere certi di rispettare gli standard qualitativi richiesti;
• riduzione dei costi di costruzione: utilizzando il digital twin, si possono simulare diverse opzioni di progettazione e valutare le loro prestazioni prima dell’inizio della costruzione, riducendo la necessità di costose modifiche durante il processo costruttivo. Il gemello digitale consente inoltre di ottimizzare l’uso di materiali e risorse, e permette agli stakeholders di collaborare in modo più efficace, su un’unica piattaforma per condividere informazioni e prendere decisioni, questo aiuta a evitare malintesi e riduce il rischio di errori costosi.

I vantaggi del Digital Twin nell’edilizia

Adesso che sai quanti vantaggi può apportare la realizzazione di un digital twin non ti resta che implementare questo strumento nel tuo workflow attraverso specifici digital twin software professionali ed intuivi che permettono di sfruttare al massimo il potenziale del gemello digitale nelle costruzioni e nelle infrastrutture.

Indirizzo articolo: https://bim.acca.it/digital-twin-cosa-e-come-funziona/