Il gemello digitale

Editoriale del numero di febbraio 2018 della rivista LAMIERA

La turbina a vapore GE D11 è una macchina piuttosto costosa e complessa ma molto diffusa, usata in centrali di produzione dell’energia elettrica a ciclo combinato. Il suo produttore, GE, ha dimostrato che se ne può realizzare ed utilizzare una replica virtuale, un modello vivente e comunicante in tempo reale con la turbina vera. Questo modello viene chiamato digital twin, “gemello digitale” e serve ad una serie di scopi, il primo e più importante dei quali è la previsione dei guasti. Il modello digitale gemello riceve continuamente dati e informazioni, provenienti da sensori installati sulla macchina reale, che formano un ricco database il quale nutre a sua volta un modello fisico che replica il funzionamento della turbina, per tutto il suo ciclo di vita.

Il digital twin è diffusamente usato non solo nell’ingegneria energetica, ma anche e soprattutto nelle applicazioni spaziali. Alcune grandi aziende e alcuni opinion leader sostengono che l’uso del gemello digitale possa essere importato in fabbrica, finalizzato alla modellazione di una macchina utensile, di una pressa o, perché no, di un’intera linea o reparto di produzione.

C’è chi sostiene che presto il digital twin accompagnerà ogni macchina sin dalla fase della sua progettazione. La società di consulenza Gartner prevede che entro il 2021 il 50% delle grandi aziende industriali userà in varia misura dei gemelli digitali.

I produttori di macchine dovranno sfruttare la potenza della digitalizzazione per ottenere maggiore efficienza, robustezza, affidabilità e qualità, riducendo i tempi di manutenzione e consentendo un funzionamento sempre ottimale della macchina e una regolazione ottimale dei suo parametri di processo. Devo dire che questa idea mi affascina e ne intuisco i potenziali vantaggi, intuisco anche che molti potenziali vantaggi di una replica digitale sono oggi perfino difficili da immaginare; come nessuno riusciva, 10 anni fa, a immaginare a quanti scopi e funzioni diverse potesse servire il nostro cellulare, una volta avvenuta la trasformazione in smartphone. Per apparecchiature, servizi o processi industriali o aziendali complessi e costosi, migliorarne l'utilizzo riducendo i tempi di inattività delle risorse, abbassando i costi di manutenzione complessivi e ottimizzando i processi in tempo reale sarà estremamente prezioso. A livello di reparto, un modello virtuale che riproduca non solo numericamente ma anche graficamente la fabbrica fornisce informazioni visive: invece di guardare report di fabbrica e fogli excel, le simulazioni digitali gemelle consentono di visualizzare direttamente i progressi mentre il prodotto si sposta lungo le fasi di produzione. Il confronto tra la produzione (o la produttività) ideale e quella reale diventa più immediato e intuitivo e lo svincola geograficamente: il manager può “vedere” la sua fabbrica anche se si trova all’altro capo del mondo.

Pur intuendone le potenzialità, non riesco a non vedere anche i molti problemi e le difficoltà tecniche e organizzative di implementazione del digital twin. Dal punto di vista tecnologico, un modello realistico di simulazione di un bene strumentale, sia esso una pressa da punzonatura o un centro di lavoro a 5 assi, dovrebbe anche incorporare una rappresentazione fisica (niente affatto semplice) della trasformazione che il prodotto subisce durante la lavorazione. Da un punto di vista organizzativo, le aziende prima di tutto devono avere chiara una strategia di utilizzo e devono sviluppare nuovi modelli economici e di business che traggano il massimo valore dai gemelli digitali, perché ovviamente un digital twin porterà certo dei benefici, ma altrettanto certamente richiederà un notevole costo e tempo di sviluppo. Ricordiamoci poi, ancora una volta, che l’Italia è costellata non di grandi aziende (quelle per cui Gartner ha formulato la sua previsione), ma di piccole e medie aziende. In definitiva, la strada verso una reale diffusione del digital twin nel mondo della produzione industriale appare ancora molto lunga e accidentata, ma è a mio avviso già segnata.