MISURE E FIDATEZZA
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Rubrica a cura di L. Cristaldi, (loredana.cristaldi@polimi.it), M. Catelani, M. Lazzaroni, L. Ciani Articolo di G. Gruosso
I gemelli digitali Il loro ruolo per il sistema elettrico DIGITAL TWINS AND THEIR ROLE IN THE ELECTRIC SYSTEM Digital twins represent a modern technique to simulate complex systems under different points of view (such as structural, functional, etc.) and analyze and process data generated during the system mission. This paper provides an overview of their most important features and how they can be exploited in the digital transformation of industry and, in particular, in designing and managing the electric systems.
RIASSUNTO I gemelli digitali rappresentano una moderna tecnica per la simulazione di sistemi complessi sotto diversi punti di vista (ad esempio: strutturale, funzionale, ecc.) e per analizzare i dati generati durante la missione che caratterizza il sistema. Questo articolo fornisce una panoramica sulle loro più importanti caratteristiche e su come possano essere impiegati nella trasformazione digitale delle industrie, in particolare nella progettazione e gestione dei sistemi elettrici. UNA BREVE INTRODUZIONE AL TEMA
Nell’era dell’Industry 4.0, grazie allo sviluppo delle nuove tecnologie digitali, si stanno via via affermando nuovi paradigmi: tra questi risultano assai promettenti i “gemelli digitali”. Non trattandosi di tecniche sviluppate per film di fantascienza, fugheremo subito il primo dubbio dei lettori: non parleremo in questo articolo di robot umanoidi o di macchine che sostituiscono l’uomo in processi decisionali, ma di un insieme di tecniche che consentono di simulare i sistemi sotto diversi punti di vista (strutturale, funzionale, ecc.) e anche di lavorare sui dati generati durante la missione che caratterizza il sistema. Questa considerazione evidenzia il fatto che i campi di applicazione sono molteplici e i gemelli digitali sono quindi idonei a seguire l’intero ciclo di vita del prodotto/processo, rendendo possibile l’abilitazione di nuovi servizi. Qualunque prodotto o processo può essere modellizzato con il suo gemello digitale, che può essere interrogato per fare analisi o per ottenere informazioni:
prevedere l’intero ciclo di vita del prodotto o processo considerato, sia le nuove sfide metrologiche che questa nuova tecnica porta con sé. DI COSA SI PARLA?
I gemelli digitali (digital twins) sono ritenuti uno degli elementi chiave della trasformazione digitale delle imprese e rivestono un ruolo fondamentale nello sviluppo e nella gestione di nuovi prodotti e processi. Il loro attuale utilizzo e la loro diffusione non sono percepiti in maniera univoca in tutti i settori, il più delle volte perché si associa questa tecnologia ai soli software di simulazione, ma il gemello digitale è molto di più. I digital twins derivano dalla digitalizzazione e formalizzazione dei processi interni alle aziende che partono dalla fase di definizione delle specifiche fino ad arrivare alla progettazione e produzione, senza però fermarsi qui. Vivono anche nelle fasi successive e per mettono di gestire e analizzare il comportamento dei prodotti e dei processi anche in ulteriori fasi. Sono tenuti in vita da un tessuto di comunicazione pervasivo, che collega i prodotti con il digital twin attraverso le tecnologie dell’Internet of Things: simulazioni e dati raccolti dal campo si integrano e si fondono per offrire nuove opportunità. In altre parole, i tradizionali software di simulazione si ampliano di nuove funzionalità verso il cliente per la condivisione delle specifiche e anche per la raccolta di dati che possono essere integrati nei processi di progettazione e produzione stessa. Tutto questo abilita lo sviluppo di nuovi servizi ad alto valore aggiunto. Insomma, un gemello
sono, di fatto, “un sé” aumentato. Ma perché parlare di gemelli digitali su Tutto_Misure e, in particolare, su questa rubrica? Perché seguire lo sviluppo del ciclo di vita di prodotto è il sogno nascosto di chi si occupa di affidabilità e la promessa di dati, resa possibile dall’utilizzo dei big data, aiuta a ben sperare. Costruire un gemello digitale su modelli e dati reali non può, però, che portare l’attenzione sul modo in cui tali dati vengono misurati e resi disponibili per l’elaborazione. Ormai non si può più prescindere dalla qualità delle misure e dei processi posti in atto per dare vita e nutrire i modelli dei gemelli digitali. Dove, se non su questa rivista, ribadire che l’incertezza delle misure eseguite va valutata e adeguatamente considerata anche in questo campo, al fine di evitare scelte non idonee o, peggio, pericolose al sistema e agli operatori? In questo articolo ci poniamo quindi l’obiettivo d’iniziare a descrivere, per sommi capi, la natura e le funzioni dei “gemelli digitali”, certi che i nostri lettori sapranno individuare sia le prospetti- Politecnico di Milano – DEIB ve che si schiudono sulla possibilità di giambattista.gruosso@polimi.it T_M
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