In settori quali la produzione, la gestione urbana e le infrastrutture, i gemelli digitali si stanno spostando dall’ideazione all’implementazione. Una piattaforma con efficienti funzionalità di integrazione è il sistema nervoso centrale che collega modelli virtuali ed entità fisiche. Integra dati, modelli, servizi e applicazioni per garantire che il gemello possa realmente riflettere, prevedere e ottimizzare il comportamento del mondo reale.
Quali sono le funzioni principali della piattaforma di integrazione del gemello digitale?
La prima cosa per risolvere il problema dell'aggregazione dei dati è che la piattaforma sia una piattaforma di integrazione matura. Deve connettere dati eterogenei da più fonti, provenienti da sensori, sistemi SCADA, ERP, modelli CAD, ecc., ed eseguire la sincronizzazione in tempo reale o quasi in tempo reale. Non si tratta solo della trasmissione dei dati, ma copre anche la pulizia dei dati, la conversione del formato e l'allineamento del timestamp, fornendo così un "carburante di dati" pulito e coerente per l'analisi di livello superiore.
La piattaforma deve avere capacità di integrazione e gestione dei modelli estremamente potenti, che includono l'integrazione di modelli geometrici, modelli fisici e persino modelli comportamentali e persino modelli di algoritmi di intelligenza artificiale. La piattaforma deve gestire il ciclo di vita di questi modelli, gestire le relazioni di input e output tra i modelli e supportare la combinazione e il richiamo dei modelli, creando così un gemello digitale composito in grado di simulare il comportamento di sistemi complessi.
Come scegliere la giusta piattaforma di integrazione dei gemelli digitali
Quando si seleziona una piattaforma, è necessario prima esaminare la propria base dati e lo stack di sistema tecnico. Se l'impresa dispone già di una piattaforma IoT matura e di strumenti di analisi dei dati. Quindi una piattaforma leggera incentrata sull’integrazione del modello e sulla presentazione visiva potrebbe essere più adatta. Al contrario, se inizi a costruire qualcosa da zero. È quindi necessaria una piattaforma completa in grado di fornire funzionalità complete, dall'accesso ai dati allo sviluppo di applicazioni.
Le dimensioni chiave della valutazione includono l’apertura della piattaforma in termini di protocolli di comunicazione e standard di dati, ovvero se supporta i protocolli di comunicazione tradizionali e gli standard di dati per garantire che non sia bloccata dai fornitori; include anche la scalabilità delle capacità di supporto della piattaforma quando la crescita del business e le apparecchiature sono connesse, ovvero quando più aziende devono crescere e più apparecchiature devono essere collegate in futuro, e se la piattaforma può supportarla senza problemi; e se la piattaforma fornisce librerie di modelli preimpostati di dominio o modelli di soluzioni per accelerare la distribuzione. Adatta al settore.
Quali sono le sfide nell’implementazione di una piattaforma di gemello digitale?
La sfida principale è la qualità e la continuità dei dati. I sensori nel mondo fisico possono essere danneggiati e anche le reti possono essere interrotte, il che può portare a interruzioni nel flusso di dati o alla generazione di dati spazzatura. Un gemello inferiore che prende decisioni basate su dati errati può essere più pericoloso di nessun gemello, quindi la piattaforma deve disporre di un forte meccanismo interno di monitoraggio e riparazione della qualità dei dati.
Anche le barriere culturali e organizzative non possono essere ignorate. I progetti di digital twin richiedono solitamente che i reparti IT, i reparti operativi OT e i reparti aziendali collaborino strettamente per abbattere i tradizionali silos di dati e le barriere di responsabilità. Senza promozione di alto livello e meccanismi di lavoro collaborativo tra dipartimenti, sarà difficile per una piattaforma tecnologicamente avanzata esercitare il suo valore e potrebbe alla fine diventare un costoso sistema dimostrativo.
In che modo l'integrazione dei gemelli digitali garantisce sicurezza e privacy
Ad ogni livello dell’architettura della piattaforma, i problemi di sicurezza devono attraversarla. A livello di accesso ai dati deve essere garantita l’autenticazione del dispositivo e la crittografia della trasmissione; a livello di piattaforma sono richiesti un rigoroso controllo degli accessi, una gestione delle autorizzazioni dei ruoli e registri di controllo delle operazioni; a livello del modello, è necessario prevenire la manomissione o il furto doloso del modello. È molto probabile che anche una sola vulnerabilità della sicurezza possa causare attacchi inversi all’intero sistema fisico.
Nelle situazioni che coinvolgono dati pubblici o personali, le questioni relative alla privacy sono particolarmente importanti. Ad esempio, all’interno di un edificio o di una smart city gemella, possono essere incluse informazioni come la traiettoria di movimento delle persone. La piattaforma deve fornire metodi tecnici come la desensibilizzazione dei dati e la privacy differenziale per garantire l’efficacia dell’analisi garantendo al contempo che i dati sulla privacy personale siano conformi alle leggi e ai regolamenti. Questo è il fondamento etico e giuridico per lo sviluppo sostenibile del progetto.
In che modo la piattaforma realizza il valore del circuito chiuso dei gemelli digitali?
Mappatura e diagnosi accurate sono il punto di partenza per la realizzazione del valore. La piattaforma utilizza dati in tempo reale per guidare il gemello, consentendo al personale operativo e di manutenzione di comprendere in modo intuitivo lo stato interno dell'apparecchiatura o i colli di bottiglia del processo e quindi condurre una diagnosi remota. Questo metodo riduce la frequenza delle ispezioni in loco ed è in grado di rilevare potenziali guasti in anticipo, realizzando la transizione dalla risposta passiva alla manutenzione predittiva, riducendo direttamente i costi di manutenzione ed evitando tempi di fermo macchina non pianificati.
Andando avanti, la piattaforma dovrà supportare la simulazione e l’ottimizzazione. Sulla base dei dati storici e dello stato attuale, nel twin è possibile eseguire simulazioni di "analisi what-if" per diverse strategie operative, parametri di processo o soluzioni di pianificazione. Confrontando diversi risultati di simulazione, viene trovata la soluzione ottimale e restituita al sistema fisico per l'esecuzione, formando così un ciclo chiuso di valore completo di "monitoraggio-analisi-decisione-ottimizzazione" per migliorare continuamente l'efficienza.
Quali sono i trend di sviluppo delle piattaforme digital twin nel futuro?
Le piattaforme future si concentreranno sempre più su low-code e AI native. Tra questi, gli strumenti low-code consentono agli esperti del settore, come gli ingegneri della linea di produzione, di creare e modificare rapidamente applicazioni gemelle tramite drag and drop, abbassando così la soglia tecnica. Nativo AI significa che la piattaforma integra profondamente le capacità di apprendimento automatico. Non solo può eseguire simulazioni, ma anche apprendere automaticamente regole dai dati, scoprire modelli sconosciuti e persino ottenere l’auto-ottimizzazione dei gemelli.
Un’altra tendenza importante è la collaborazione e l’interconnessione di gemelli tra domini. Il focus del futuro non è il gemello di un singolo dispositivo o fabbrica, ma la rete gemella della catena di fornitura, della città o addirittura dell’intero ecosistema. La piattaforma deve essere in grado di supportare l’interazione sicura e la collaborazione tra gemelli a diversi livelli e con diversi proprietari, proteggendo al contempo i rispettivi dati fondamentali, in modo da risolvere più problemi di ottimizzazione macro sistemica.
Secondo te, quando si implementano progetti di digital twin, l’ostacolo più significativo è la natura complessa dell’integrazione tecnologica o i cambiamenti organizzativi e di processo all’interno dell’impresa? Sentiti libero di condividere le tue intuizioni ed esperienze pratiche nell'area commenti. Se questo articolo ti ha ispirato, sentiti libero di mettere mi piace e condividerlo.
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