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Oggi vi voglio parlare di Digital Twin, un altro dei pilastri, a mio avviso, di una moderna strategia digitale, in particolare per aziende manifatturiere, che ovviamente hanno a che fare con sistemi fisici.
È questo uno dei casi in cui mi pare che non si possa proprio fare a meno di utilizzare la forma inglese: penso che ben pochi capirebbero di cosa si sta parlando se dicessi “gemelli digitali” (forse un nuovo gruppo musicale?); invece l’espressione inglese, anche se ancora non proprio conosciuta da da tutti, è molto presente in tutti gli ambienti in cui i studia come sfruttare al massimo le più moderne tecniche ICT per ottenere il massimo dalla propria azienda, trasformandola in una “learning organization”.
Definizione di Digital Twin
Ma un momento: cos’è un Digital Twin? Esiste una definizione di per sé molto ampia (probabilmente anche troppo): una replica virtuale di un prodotto fisico, sistema o processo. Noi, però, pensiamo in particolare ad un Digital Twin in presenza di un Cyber-Physical System (CPS), cioè di un sistema in cui si realizza un’importante convergenza tra un sistema fisico ed un sistema informatico. Giusto per non perdersi dentro i paroloni, un paio di esempi su cui noi abbiamo lavorato, in campo agricolo questa volta, sono la gestione di una serra e l’ottimizzazione dell’irrigazione di un campo coltivato.
Il Ruolo dei Sistemi Digitali nella Gestione dei Sistemi Fisici
I campi coltivati e le serre sono sistemi fisici che vengono utilizzati da migliaia di anni, ma quello che è successo negli ultimi anni, così come per tantissimi altri sistemi, è che la loro gestione è stata completamente ridisegnata, e resa molto più complessa, con l’utilizzo di strumenti elettronici (sensori, attuatori, …) e digitali (PLC, microcalcolatori, sistemi di trasmissione dei dati, sistemi di analisi remota, … per arrivare fino ai cruscotti ovviamente), che ne automatizzano le funzionalità generando ed analizzando una notevolissima quantità di dati.
Simulazione Fisica e utilizzo di strumenti Open Source
Per gestire e ottimizzare (a proposito, lo ricordate? I sistemi di ottimizzazione sono un altro dei “miei” pilastri ) sistemi di questa complessità, è utile averne una (o anche tante) repliche virtuali, i Digital Twin, appunto, grazie ai quali possiamo capire cosa è successo, cosa sta succedendo e soprattutto cosa succederà al sistema fisico.
In questo scenario, l’aspetto tecnico più tipico, anche se non l’unico, dei Digital Twin è la “simulazione fisica”, cioè quell’insieme di tecniche matematico-ingegneristiche che hanno a che vedere con le equazioni differenziali, nella maggior parte dei casi quelle “alle derivate parziali”. In una serra, ad esempio, anche senza considerare variabili distribuite, ci sono come minimo alcune decine di grandezze fisiche che variano nel tempo (temperature, pressione, umidità, CO2, irraggiamento, ventilazione, massa, …) tutte legate tra loro da equazioni differenziali.
È qui che ci vengono in soccorso le molte librerie Open Source (personalmente, ho una quasi venerazione per la Apache Foundation, che mette a disposizione di tutti strumenti veramente eccezionali) che permettono di trattare queste cose, ma è assolutamente importante anche saperle utilizzare non solo dal punto di vista informatico, ma anche matematico e ingegneristico (si potrebbe parlare a lungo di come le diverse mentalità informatiche, matematiche ed ingegneristiche si devono intrecciare nel mondo dei Digital Twin … chissà … magari prima di Natale riesco a scrivere qualcosa anche su questo).
Un Futuro Complesso e Sfidante
Ovviamente, lo scenario è molto sfidante, oltre a tutto quanto già detto, qui si ha a che fare con tutto il mondo dei Big Data, dell’IoT e, immancabile, il “cloud” … e potete immaginare che non c’entri anche il Machine Learning? Questo ve lo prometto per la prossima volta.
