Costruire un gemello digitale: vantaggi e sfide

I gemelli digitali sono in aumento e lo slancio non rallenterà a breve. Nel 2023 gli analisti stimavano il valore del settore dei gemelli digitali a 12,91 $ miliardi a livello globale. Facciamo un salto in avanti fino al 2032 e Fortune prevede che salirà alle stelle, da 17,73 $ miliardi in 2024 all'incredibile cifra 259,32 $ miliardi [1]. Questa è una crescita seria!

Sta cercando di adottare gemelli digitali nel suo stabilimento? In tal caso, esploriamo perché questa tecnologia sta guadagnando terreno e i vantaggi e le sfide che porta sul tavolo.

La tecnologia del gemello digitale non è un concetto nuovo. I produttori hanno creato rendering 3D di modelli di progettazione assistita da computer (CAD) per anni, per la gestione delle risorse e la prototipazione. Tuttavia, i progressi nell'Internet delle cose (IoT), nell'analisi dei dati e nel cloud computing stanno rendendo i gemelli digitali più accessibili ed economici. Questa tecnologia offre notevoli vantaggi per i produttori, tra cui maggiore efficienza, miglioramento del processo decisionale e manutenzione predittiva.

Cos'è un gemello digitale?

Un gemello digitale è una replica virtuale di un bene reale, come un edificio, un prodotto o un sistema. Utilizza dati in tempo reale dai sensori per fornire una rappresentazione accurata delle condizioni e delle prestazioni dell'asset. Le parti principali di un digital twin includono:

• Sensori: raccolgono dati dall'asset fisico.
• Data analytics: elabora e interpreta i dati del sensore.
• Strumenti di visualizzazione: crea una rappresentazione visiva dell'asset.

Vantaggi dei gemelli digitali

1. Miglioramento dell'efficienza

Uno dei vantaggi dei gemelli digitali è che hanno il potenziale per migliorare notevolmente l'efficienza in molti settori. La tecnologia del gemello digitale può identificare anomalie e prevedere possibili guasti monitorando continuamente le prestazioni degli asset fisici. Ciò consente una manutenzione proattiva e, quindi, riduce al minimo i tempi di inattività. Questa capacità predittiva consente alle aziende di programmare in modo ottimale i compiti di manutenzione, riducendo le interruzioni e aumentando la durata degli asset.

Oltre alla manutenzione, la tecnologia del gemello digitale può essere utilizzata anche per modellare e ottimizzare i processi, consentendo di individuare inefficienze e colli di bottiglia. Le organizzazioni possono testare diversi scenari, prendere decisioni basate sui dati e perfezionare le operazioni per ridurre i costi e aumentare la produttività. Questo approccio iterativo consente un miglioramento continuo e un'adattabilità alle circostanze in cambiamento.

Un altro vantaggio dei gemelli digitali è il loro ruolo nella validazione dei progetti prima che vengano creati prototipi fisici. I progettisti hanno la possibilità di identificare e risolvere i problemi all'inizio del processo di sviluppo. Lo fanno simulando varie condizioni e conducendo test per scoprire potenziali debolezze.

Questo aiuta a ridurre la necessità di costose riprogettazioni e accelera il tempo per portare un prodotto sul mercato. Questo approccio non solo consente di risparmiare tempo e risorse, ma garantisce anche che i prodotti soddisfino gli standard di prestazione e qualità desiderati.

2. Miglioramento del processo decisionale con informazioni basate sui dati

I gemelli digitali simulano condizioni tra cui pressione, temperatura e vibrazione. Inoltre, incorpora lo stato operativo del dispositivo, se è online o offline.

Ma non finisce qui. Un gemello digitale è in grado di catturare il contesto del dispositivo. Questo include informazioni come la sua posizione all'interno della struttura e la sua relazione con altri dispositivi o sistemi. Questa prospettiva più ampia aiuta i produttori a comprendere meglio il quadro generale.

La magia sta nell'adattare i dati ai suoi obiettivi. Ad esempio, se l'azienda mira a migliorare la qualità del prodotto e il servizio clienti, può incorporare i dati dei team di vendita e marketing. Può utilizzare questi dati per simulare come un nuovo prodotto creerà nuove opportunità.

I produttori possono migliorare notevolmente la manutenzione incorporando i dati di una macchina. Questo include i dettagli del prodotto, le specifiche tecniche e lo stato della garanzia. L'utilizzo di un gemello digitale consente ai produttori di prendere decisioni informate e ottimizzare i loro processi di manutenzione.

Gli ingegneri possono personalizzare le riparazioni e la manutenzione in base all'uso reale dell'asset analizzando i dati e le informazioni raccolte dal gemello. Con questo metodo, non dovrà stimare le esigenze di manutenzione in base alla durata dell'asset. Tenendo d'occhio la salute delle loro macchine, i responsabili degli impianti possono ridurre i tempi di inattività non pianificati. Ciò consente loro di avere tutto il tempo necessario per trovare un sostituto prima che il sistema si guasti, consentendo loro di mantenere le operazioni in esecuzione senza problemi.

Sfide dei gemelli digitali

1. Il costo della costruzione di un gemello digitale

Per i produttori più piccoli, il costo dell'adozione dei gemelli digitali può essere un ostacolo significativo. Queste tecnologie spesso richiedono un'infrastruttura IT moderna, che non tutte le aziende sono in grado di permettersi.

Per evitare di rimanere indietro, i piccoli produttori possono adottare un approccio graduale, scalando l'uso dei gemelli digitali nel tempo.

Ad esempio, un'azienda potrebbe iniziare creando un gemello digitale per un singolo componente dell'asset, monitorando le sue prestazioni per identificare problemi o ottimizzare le operazioni. Una volta che i vantaggi sono chiari, possono espandersi aggiungendo più modelli, creando infine un gemello completo che monitora intere macchine o sistemi.

Adottando passi incrementali, i produttori più piccoli possono gradualmente sbloccare il potenziale dei gemelli digitali senza sovraccaricare le loro risorse.

2. Il rischio di violazioni della sicurezza

Quando si costruisce un gemello digitale, è fondamentale che le aziende diano priorità alla sicurezza informatica. Questo perché il gemello digitale memorizza dati sensibili che potrebbero potenzialmente essere sfruttati per causare danni all'azienda.

I produttori dovrebbero determinare chi avrà accesso alla simulazione, garantendo che solo le persone necessarie possano ottenere informazioni o controllo sull'asset. Tenendo conto della sicurezza informatica durante la fase di progettazione e gestendo in modo trasparente il tipo di informazioni raccolte, la posizione di archiviazione e le persone che possono accedervi è possibile ridurre il rischio di violazioni alla sicurezza dopo l'implementazione del gemello digitale.

Conclusione

L'uso dei gemelli digitali ha un enorme potenziale per migliorare i risultati aziendali. Seguendo i passaggi descritti in questa guida e affrontando le sfide, i produttori possono sfruttare la potenza di questa tecnologia per guidare l'innovazione e l'efficienza.

Nel valutare iniziative relative ai gemelli digitali, è fondamentale avere un partner affidabile per la fornitura di componenti industriali critici. In EU Automation supportiamo aziende in tutto il mondo fornendo e consegnando componenti industriali critici. La nostra presenza globale e la nostra esperienza nel settore aiutano i produttori ad adottare con sicurezza tecnologie di nuova generazione, come i gemelli digitali, senza rischiare interruzioni o ritardi.

Citazioni:

[1] https://www.fortunebusinessinsights.com/digital-twin-market-106246.