Prospettive

L’impatto del Digital Twin sulla sostenibilità: casi d’uso, dati e prospettive

Agli indubbi benefici in termini di efficienza, innovazione e competitività, si aggiunge l’impatto (molto) significativo sulla sostenibilità. Gli esempi virtuosi non mancano e le prospettive sono rosee, con tanti dati a supporto

Aggiornato il 04 Set 2023

Immagine di Ole.CNX su Shutterstock

Per definizione, il digital twin è “un modello software dinamico di un oggetto o di un sistema che si basa sui dati dei sensori per comprenderne lo stato, rispondere ai cambiamenti, migliorare le operations e aggiungere valore” (Gartner). Il gemello digitale è dunque una rappresentazione virtuale accurata di quello fisico, con il quale è legato da un flusso di dati bidirezionale: il digital twin acquisisce informazioni dall’oggetto reale e, attraverso programmi di simulazione e algoritmi di machine learning, ne simula e prevede il comportamento di fronte a determinate condizioni operative.

Creare una replica virtuale dell’asset fisico per migliorarne le fasi progettuali, realizzative e gestionali (tutto il ciclo di vita, in pratica) non è certamente una novità. Tuttavia, nel corso del tempo il concetto è evoluto molto in virtù degli effettivi benefici promessi, passando dal singolo asset fino alla virtualizzazione completa di processi o di sistemi complessi come plant industriali, interi edifici, infrastrutture pubbliche o, addirittura, città.

Nell’ambito dello smart building, per esempio, il fine del digital/virtual twin è acquisire informazioni in forma continua e sistemica dalla struttura per comprendere e ottimizzare l’interazione tra questa e chi la vive. Il gemello virtuale diventa uno strumento di efficienza, sicurezza, modernità, ma anche un approccio ideale per accelerare il time to market e ridurre i rischi di progetti complessi. Oltre ad avere un impatto benefico sulla sostenibilità, che peraltro è trasversale a tutti gli use case.

La stretta relazione tra virtualizzazione e sostenibilità

Citando lo studio The critical role of virtual twins in accelerating sustainability di Accenture e Dassault Systemes, le tecnologie di virtual twin sono state impiegate per lo sviluppo dell’85% dei veicoli elettrici e per progetti pilota rilevanti sotto il profilo della sostenibilità come il primo aereo in grado di volare sfruttando l’energia fotovoltaica, nonché per lo sviluppo di nuovi biomateriali. “Gli universi virtuali – spiega lo studio – consentono agli utenti di progettare, testare e modellare nuovi prodotti e processi sostenibili in tempi record”.

L’impatto della virtualizzazione sui programmi e sugli obiettivi di sostenibilità è palese in ogni settore, spaziando dagli edifici all’industria aerospaziale. Il Digital Twin, infatti, è diventato negli anni uno strumento sempre più utilizzato dalle aziende per ridurre le emissioni di CO2 e soddisfare i propri obiettivi ESG. Astraendo dalla fattispecie d’uso, sono almeno tre gli aspetti che hanno un impatto significativo sulla sostenibilità (ambientale):

  • Riduzione delle risorse materiali ed energetiche necessarie per la gestione dell’intero ciclo di vita dell’asset o del sistema;
  • Riduzione (conseguente) delle emissioni di CO2 legate al processi di estrazione, lavorazione, design, produzione e manutenzione;
  • Allineamento ai principi dell’economia circolare, che punta a ridurre gli sprechi e a garantire il riuso di materiali, componenti e prodotti. Il Digital Twin contribuisce all’economia circolare favorendo modelli di progettazione e produzione sostenibili, ottimizzando l’uso delle risorse e identificando opportunità per il recupero e il riutilizzo di componenti e materiali.

I risultati: +16% delle metriche di sostenibilità. Ed è solo l’inizio

Le imprese sono consapevoli dell’impatto della virtualizzazione sulla sostenibilità. Secondo un’indagine di Capgemini, per il 57% delle organizzazioni, un key driver degli investimenti in digital twin è proprio il miglioramento delle performance di sostenibilità. “il 34% delle aziende – spiega il report – ha implementato i gemelli digitali su larga scala per comprendere e prevedere i propri consumi energetici e le emissioni”. Secondo gli analisti, e nonostante il carattere ancora pionieristico delle implementazioni, le aziende hanno già realizzato un incremento medio del 16% nelle loro metriche di sostenibilità. “Con l’adozione di gemelli digitali sempre più complessi, questa percentuale è destinata ad aumentare”.

Nel frattempo, crescono le implementazioni concrete, sia in termini numerici che di estensione in diversi ambiti, una delle caratteristiche peculiari dei gemelli digitali. Lo studio Capgemini cita molteplici casi d’uso innovativi e risultati promettenti, a partire dalla riduzione “drastica” delle emissioni di CO2 dei building commerciali alla semplificazione dei test di idoneità di nuovi materiali per le costruzioni. Viene citato il 50% di allungamento dei tempi tra le manutenzioni di nuovi motori aerei, con la conseguenza di ridurre drasticamente l’inventario di componenti di ricambio. Non da ultimo, vengono segnalati l’incremento di efficienza dei safety test in ambito automotive e, per quanto concerne la pianificazione urbana, il progetto Virtual Singapore.

Lo studio di Accenture e Dassault Systemes sui virtual twin fa un passo oltre e arriva a quantificare l’impatto della virtualizzazione in termini di business e ambientali. “Se le organizzazioni e i governi implementassero i virtual twin, potremmo sbloccare benefici pari a 1.300 miliardi di dollari di valore economico e 7,5 Gt (gigatonnellate – ndr) di riduzione delle emissioni di CO2e da qui al 2030”.

I dati a supporto della tesi non mancano e riguardano un po’ tutti i settori, dal farmaceutico ai prodotti consumer fino alle smart city. Tornando sui building commerciali e residenziali, che costituiscono il 40% della domanda energetica globale e sono responsabili di circa un terzo delle emissioni di gas serra (GHG), il consumo di energia può essere ridotto dal 30% all’80%, con contestuale riduzione molto significativa delle emissioni.

Un discorso analogo, poi, vale per mobilità e trasporti, cui è imputabile il 25% delle emissioni globali di CO2. Tra le molteplici opportunità presenti, qui la virtualizzazione può accelerare lo sviluppo delle auto a guida autonoma e, soprattutto, sostituire con simulazioni buona parte dei test tradizionalmente eseguiti in strada. Solo quest’ultimo fattore andrebbe a ridurre di 2 Mt le emissioni di CO2e rispetto ai prototipi fisici e ai veicoli di prova.

Le prospettive sono estremamente rosee. Nonostante il digitale porti sempre con sé importanti prospettive e speranze, capita raramente di riportare una previsione di crescita annua del 60,6% da oggi al 2027. È la testimonianza di quanto il gemello digitale/virtuale inizi ad essere considerato un’opportunità straordinaria in termini di efficienza, innovazione e sostenibilità, e possa così diventare un determinante fattore di competitività.

Articolo originariamente pubblicato il 27 Lug 2023

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