Realizzare modelli digitali di sistemi reali, riprodurne le caratteristiche esatte per ottimizzarne i processi, ridurne gli sprechi, aumentarne la produttività: non sono prospettive di lungo corso ma applicazioni concrete che già oggi trovano larga diffusione nei settori industriali italiani, con potenzialità ancora in buona parte inesplorate.
È la stima dello studio “Digital Twins for the Twin Transitions” realizzato da Atos Italia e The European House – Ambrosetti per quantificare quale sarà l’impatto dei Digital Twin, i gemelli digitali, negli scenari economici e sociali dell’Italia di oggi e di domani. Una frontiera, quella delle copie interattive e predittive di oggetti e sistemi complessi, affascinante e di grande valore industriale.
L’impatto economico dei digital twin
Secondo la ricerca un utilizzo sistemico dei Gemelli Digitali, nei diversi settori produttivi e campi di applicazione tecnologici, porterebbe a un incremento strutturale del Pil italiano di 12 miliardi di euro (+0,7%), grazie anche a un aumento della produttività del settore manifatturiero del +4,5%, e a una diminuzione delle emissioni da gas serra di 30 milioni di tonnellate di CO2 (il -7,3% di emissioni CO2 in Italia rispetto al 2021 e il 23% del totale di emissioni che l’Italia deve abbattere entro il 2030), oltre che a un taglio dei costi della bolletta energetica nazionale tra il 16% e il 33%.
Sono conseguenze dirette e indirette di una applicazione strutturale di modelli predittivi migliorativi delle attuali attività economiche, sociali, industriali. La ricerca è ha preso in considerazione gli impatti di oltre 60 casi d’uso già consolidati di Digital Twin, quindi del loro attuale utilizzo nel settore produttivo e nelle funzioni aziendali, nello smart building e smart home, nelle reti e nell’ambito della ricerca e sviluppo, elaborando le informazioni di oltre 130.000 dati di bilancio e 4 milioni di data point.
Secondo il modello quantitativo di impatto sviluppato per la ricerca, i Digital Twin possano portare ad un aumento del valore aggiunto manifatturiero del Paese del 4,5%, pari a 12 miliardi di euro. Inoltre, il Digital Twin avrà anche impatti importanti sulla decarbonizzazione dell’Italia, portando ad una riduzione del 7% delle emissioni del Paese rispetto ai valori del 2021: il valore di tutte le emissioni agricole del nostro Paese”.
Il livello di adozione dei digital twin
L’adozione di tecnologie Digital Twin è ancora oggi in una fase iniziale, così come lo stato di sviluppo del mercato associato a tali soluzioni. Di conseguenza, anche la concettualizzazione e definizione dei benefici derivanti dall’implementazione di Digital Twin all’interno di realtà industriali concrete, o legati all’ecosistema dei servizi e dell’innovazione, è ancora agli albori. In molti casi, l’implementazione di Digital Twin coincide infatti con una fase prototipale e di co-creazione tra attori dell’innovazione e partner utilizzatori.
Nonostante ciò, è già oggi possibile prevedere i principali ambiti di impatto e identificare i contesti a maggior potenziale applicativo di soluzioni Digital Twin a seconda dei diversi settori, del grado di sviluppo tecnologico e di innovatività dei diversi attori e degli obiettivi che ciascuna organizzazione si pone. Sono tre, in base al livello di maturità tecnologica, i cluster più impattati dall’adozione dei Digital Twin: use case consolidati, use case in sviluppo e use case prospettici.
Gli use case consolidati
Al primo ambito, riferito agli “use case consolidati” appartengono i casi applicativi riferiti ai settori e agli ambiti applicativi ormai consolidati, principalmente riferiti a Digital Twin di asset fisici (turbine, piattaforme, edifici). Questo cluster include casi dai seguenti settori/ambiti: settore manifatturiero, produttivo e funzioni aziendali, real estate, reti (quali utility, infrastrutture e telecomunicazioni) e attività di ricerca.
Al primo cluster appartengono i casi studio maggiormente diffusi, maturi e consolidati. Questi primi – e ormai più numerosi – ambiti applicativi delle tecnologie Digital Twin hanno riguardato la digitalizzazione e modellizzazione di asset fisici, con la creazione di gemelli digitali in grado di replicarne il comportamento per costruire simulazioni, modelli di monitoraggio e analisi prototipali. In questi casi i Digital Twin possono essere utilizzati per valutare la condizione dell’asset, prevederne il comportamento e ottimizzarne il funzionamento.
In questo senso, il settore che ha sin qui maggiormente beneficiato della implementazione di soluzioni Digital Twin è sicuramente quello manifatturiero e produttivo. Tra i comparti del settore manifatturiero più all’avanguardia nell’adozione di Digital Twin vi sono quelli che traggono i maggiori benefici da un’ottimizzazione dei propri processi in chiave Industry 4.0 e che già hanno investito in questo senso, quelli che legano le proprie dinamiche produttive allo sviluppo di vere e proprie piattaforme (es.: automotive, aerospace) e/o che vedono la fase di prototipazione giocare un ruolo centrale in termini di complessità e rischiosità.
Con riferimento al settore manifatturiero, l’implementazione di soluzioni Digital Twin è strettamente connessa al paradigma dell’Industry 4.0. Questo è abilitato da macchinari e altre entità produttive connesse, in grado di gene- rare dati, poi processati ed elaborati da modelli di analisi capaci di migliorare ed efficientare i processi, con diversi gradi di possibile automazione grazie all’uso, sempre più frequente, di Intelligenza Artificiale. Ecco allora che i Digital Twin di asset fisici all’interno delle filiere produttive possono aumentare il grado di precisione delle simulazioni, massimizzare l’efficienza produttiva (anche sotto il profilo dei consumi energetici) e la qualità, ridurre i rischi di rotture e i costi associati alla manutenzione grazie a modelli predittivi, e rappresentando, così, il massimo grado applicativo dell’Industria 4.0.
In media, nel settore manifatturiero a livello globale, all’implementazione di soluzioni Digital Twin sono associati incrementi di produttività del 3%, una miglior efficienza del 15% con ricadute anche sotto il profilo di minori consumi energetici e ridotti impatti ambientali, un incre- mento dei ricavi medi del 10% e una riduzione dei costi operativi del 12%.
Gli use case in sviluppo
Al secondo ambito, riferito agli “use case in sviluppo” appartengono i Digital Twin sociali. Questo cluster include casi dai seguenti settori/ambiti: smart cities, Clima e biosfera, Ecosistema turistico e culturale, Agricoltura e Reti di reti in diversi ambiti quali multimodalità e comunità energetiche.
Tra gli ambiti per cui il Digital Twin rappresenta una tecnologia in via di sviluppo, troviamo innanzitutto quello delle smart cities. Una città intelligente integra, infatti, tecnologie digitali nelle proprie reti, servizi e infrastrutture per diventare più effi- ciente e vivibile a beneficio degli abitanti e delle imprese. Tra queste tecnologie un ruolo abilitante è assunto da tutti quei sensori, sistemi e software di analisi in grado di generare e trarre valore dai dati urbani (delle infrastrutture, meteorologici, dei flussi quali traffico, pedoni e dei city-users). In questo senso e alla luce di quanto sin qui illustrato è facile comprendere come i Digital Twin possano assumere grande importanza.
In ambito smart city, infatti, un gemello digitale raccoglie continuamente informazioni e dati geospaziali dall’ambiente urbano (attraverso sensori e altre tecnologie, da infrastrutture, veicoli city users) per presentare un quadro aggiornato in tempo reale e in grado di supportare modelli di simulazione avanzati, che possono essere modificati al variare di variabili di interesse. Già oggi, diverse città sperimentano l’uso di gemelli digitali in ambito urbano per supportare la progettazione delle città o dei servizi, identificare e anticipare criticità, intervenire per studiare e implementare interventi in grado di migliorare la performance, l’efficienza, la sostenibilità, la sicurezza e, più in generale, la qualità della vita dei cittadini.
Gli use case prospettici
Al terzo ambito, riferito agli “use case prospettici” appartengono ai personal Digital Twin. Questo cluster include casi dai seguenti settori/ambiti: sanità e altri servizi al cittadino, servizi consumer & retail e ambiti applicativi legati al metaverso.
I personal Digital Twin, che permetteranno di creare gemelli digitali di individui nelle loro diverse vesti di cittadini, pazienti, consumatori, attraverso la raccolta e il monitoraggio di dati individuali e la loro elaborazione, in modo da creare Digital Twin che migliorino i servizi alla persona e le esperienze di vita, fruizione e consumo. Un personal Digital Twin è quindi una rappresentazione digitale di un individuo tramite l’integrazione di dati sulle caratteristiche fisiche, i modelli di comportamento, le preferenze e altre informazioni che possono essere utilizzate per creare un modello dettagliato e accurato della persona, così da essere utilizzato in diversi campi (sanità, servizi pubblici, retail) migliorando il benessere di un individuo e lo sviluppo di nuovi modelli per le imprese.
L’esempio sicuramente oggi maggiormente concettualizzato e più sviluppato in prime applicazioni riguarda l’utilizzo di gemelli digitali nel settore medico-sanitario. In questo ambito i gemelli digitali aggregano dati sanitari (tra questi: dati sanitari elettronici come risultati di esami, prescrizioni, dati anamnestici, cartelle cliniche; dati sul genoma; dati anatomici e fisiologici anche raccolti da device indossabili; abitudini e stili di vita; dati su viaggi in zone o luoghi a rischio; …) per migliorare lo sviluppo e l’erogazione di servizi al paziente, la ricerca e, più in generale, il settore medico-sanitario.
Digital twin e metaverso
Il metaverso rappresenta un cambio di paradigma del web all’insegna dell’immersività dell’esperienza digitale. Il Digital Twin è un componente chiave per lo sviluppo del metaverso. Infatti, la tecnologia ha una doppia relazione con questo mondo digitale immersivo: da un lato ne condivide le tecnologie abilitanti di base, dall’altro ne costituisce un pilastro tecnologico. Infatti, la maggior parte delle tecnologie alla base dello sviluppo del metaverso coincidono con quelle dei Digital Twin nel corso della ricerca
Il Gemello Digitale può essere considerato la chiave di volta tecnologica che permette una vera e propria interattività tra mondo reale e metaverso. La chiave del Digital Twin è infatti l’interattività tra il gemello reale ed il gemello digitale e, in questo senso, può rappresentare il dispositivo tecnologico in grado di rendere il metaverso non un semplice spazio virtuale separato dal mondo reale, ma una dimensione interattiva in grado di influenzare anche processi e infrastrutture nel mondo reale. In altri termini, senza il Digital Twin, il metaverso sarebbe uno spazio digitale a sé stante e separato dal mondo fisico.
Ma, soprattutto, l’interazione tra Digital Twin e metaverso sarà molto pronunciata in alcune industry e settori economici, dove i due concetti tenderanno a sbiadire e sovrapporsi reciprocamente. Per esempio, nella produttività e comunicazione emergerà con sempre più rilevanza la possibilità di interagire con Digital Twin di per- sone fisiche, i cui movimenti verranno raccolti, analizzati e proiettati nell’ambiente virtuale di riferimento attraverso l’utilizzo di sensori. Con un po’ più di immaginazione e visione prospettiva, si può prevedere la futura integrazione dei Digital Twin delle città con gli spazi virtuali accessibili del metaverso, così da visualizzare e interagire nel mondo virtuale con i fenomeni che avvengono nel mondo reale.
Una visione futuristica, ma anche grazie allo sviluppo accelerato dei Digital Twin non così lontana.
