La sostenibilità industriale e quella dei sistemi complessi stanno assumendo un ruolo centrale nelle strategie delle imprese, intrecciandosi con la trasformazione digitale, la resilienza delle supply chain e la capacità di progettare e ri-progettare prodotti e ambienti gestendone l’intero ciclo di vita.
In questo contesto, i virtual twin emergono come uno strumento chiave per simulare, prevedere e orientare decisioni complesse, non solo in fabbrica e nella progettazione di macchinari e soluzioni ma anche nei sistemi estesi. Ne parliamo con Chiara Bogo, Euromed Strategy & Marketing Senior Director di Dassault Systèmes.
Nel racconto di Bogo, il punto di partenza è una definizione chiara del perimetro tecnologico e concettuale entro in cui si muove la sua azienda: “Dassault Systèmes è una multinazionale europea che sviluppa e mette a disposizione soluzioni software all’avanguardia per la modellazione 3D, la simulazione, l’information intelligence e la collaborazione, con la nostra piattaforma 3DEXPERIENCE”. Una lettura che chiarisce come il tema del gemello virtuale non possa essere separato dalla collaborazione e dalla capacità di integrare il mondo fisico con quello virtuale.
Il ruolo del gemello virtuale per la sostenibilità industriale
Nel contesto della sostenibilità industriale, secondo Bogo, “il tema della collaborazione è un tema chiave”, perché la sostenibilità non è mai confinabile entro i confini di una singola funzione aziendale. La proposta di Dassault Systèmes assume quindi il ruolo di abilitatore, non solo per la collaborazione interna, ma “anche nei processi che coinvolgono la filiera, estesa a tutti gli attori della supply chain”. È qui che il virtual twin diventa uno strumento centrale, perché “il mondo virtuale è importante perchè espande e migliora il mondo reale”. Entrando nel merito del valore aggiunto, rispetto agli approcci tradizionali, Bogo spiega che “nel mondo virtuale, grazie alla tecnologia dei virtual twin messi a disposizione dei clienti, si possono effettuare innumerevoli simulazioni e valutare un’ampia gamma di soluzioni alternative”. Questo significa poter confrontare opzioni progettuali, materiali, fornitori e configurazioni produttive prima che le decisioni vengano cristallizzate nel mondo fisico e “questo consente di prendere decisioni informate e di selezionare tra le diverse opzioni disponibili l’opzione migliore proprio per adottare modelli produttivi sostenibili”. Il virtual twin in concreto è “una replica, un modello digitale dinamico di un oggetto, un componente o un sistema complesso”. E’ una rappresentazione integrata di reale e virtuale, che permette di simulare dinamicamente il comportamento del modello digitale e, soprattutto, di “integrare dati provenienti dal mondo reale”. La sostenibilità, in questa visione, non si esaurisce pertanto nella fase di ideazione, perché le decisioni prese avranno un impatto sulla sostenibilità lungo tutto il ciclo di vita del prodotto.
Il virtual twin continua quindi a essere rilevante anche dopo la produzione. Dettaglia Bogo: “È importante continuare a sfruttare il virtual twin anche quando il prodotto è già realizzato, entrando nella fase di operation, acquisendo dati reali e simulando il comportamento dinamico per prendere ‘decisioni correttive’ e migliorare la gestione operativa, la manutenzione e il fine vita”. In questo senso, il gemello digitale diventa uno strumento per valutare aspetti come consumo energetico, scelta dei materiali, peso dei componenti e possibilità di smontaggio e recupero delle materie prime, per seguire principi di economia circolare che dipendono dalle scelte fatte nelle fasi iniziali e dalla capacità di simularne gli effetti nel tempo.
I virtual twin nella supply chain per la circular economy
Si estende quindi lo sguardo dall’oggetto o dal prodotto al sistema. Spiega Bogo: “I sistemi industriali e le relative supply chain sono sempre più sofisticati e interconnessi“ e le sfide che ne derivano sono “multidisciplinari, globali ma anche locali”. Questo scenario richiede strumenti digitali avanzati per progettare, simulare e gestire non solo il ciclo di vita dei prodotti, ma anche l’intera catena produttiva e logistica.
L’obiettivo dichiarato è “massimizzare efficienza, interoperabilità e sicurezza” e rendere i sistemi “resilienti per portare sostenibilità a 360 gradi”. Sostenibilità che non è riducibile alla sola dimensione ambientale. Bogo richiama esplicitamente l’Agenda 2030 delle Nazioni Unite e i suoi 17 obiettivi per lo sviluppo sostenibile, ricordando che la sostenibilità include dimensioni ambientali, sociali ed economiche. Questo implica un approccio collaborativo, che coinvolga l’intero ecosistema industriale, “dalla filiera e in tutti gli ambiti dell’industria manifatturiera”, dagli impianti industriali all’automotive, dall’aerospaziale al farmaceutico ma anche i medical device.
Torna un tema chiave: il virtual twin può essere applicato all’intera catena produttiva, dalla linea di produzione alla fabbrica, fino alla logistica. Bogo porta esempi concreti, come l’introduzione di autonomous mobile robot, per cui grazie al gemello digitale della linea di produzione è possibile simulare l’inserimento di questi robot, valutarne i vantaggi e le opzioni, e prendere decisioni informate prima di intervenire fisicamente sull’impianto. Questa logica si estende ulteriormente. “E’ possibile sfruttare il virtual twin dell’intera fabbrica, il virtual twin delle operation, il virtual twin della logistica, il virtual twin della supply chain“, spiega Bogo, coinvolgendo fornitori e attori chiave. Ne deriva l’idea di “un virtual twin dei virtual twin”, un sistema integrato che permette di ottimizzare la catena end-to-end. La piattaforma 3DExperience diventa in questo senso l’infrastruttura collaborativa che consente ai diversi attori di accedere ai dati e alle simulazioni “a seconda del ruolo che giocano”. Un aspetto rilevante è la gradualità dell’adozione. “Non è necessario adottare tutte le soluzioni di virtual twin allo stesso tempo”, spiega Bogo. L’adozione avviene attraverso un percorso, definendo una roadmap coerente con le priorità aziendali. La tecnologia Dassault Systèmes si adatta infatti alle esigenze specifiche, permettendo alle aziende di partire affrontando con ordine le problematiche più urgenti, che siano legate alla logistica o alla produzione, fino ad estendere progressivamente il perimetro del gemello digitale.
Virtual twin, strumento di simulazione predittiva e resilienza
Il tema della resilienza emerge quindi con forza quando si parla di simulazione predittiva. In un contesto caratterizzato da volatilità della domanda e accelerazione dell’innovazione, Bogo evidenzia che “alcuni cambiamenti sulla base dell’esperienza passata si possono prevedere, ma non tutti”. È qui che il virtual twin mostra una delle sue capacità più distintive: “la possibilità di simulare innumerevoli scenari diversi di interruzioni operative, di cambiamenti nella domanda, di criticità nella catena di fornitura”. Queste simulazioni consentono di analizzare gli impatti e valutare soluzioni alternative “a priori, prima che si verifichi la criticità”. La resilienza nasce quindi dalla preparazione. E “questo rende l’azienda più resiliente perché in modo predittivo si vanno a simulare gli impatti di certi eventi prima che si verifichino”, permettendo alle operation di essere pronte ad affrontare imprevisti. Ma la simulazione non riguarda solo una possibile risposta alle crisi, ma anche la “progettazione preventiva delle operation”. Prima di intervenire su una linea di produzione, è possibile simulare diversi setup e scegliere quello che rende il sistema più resiliente e meglio pronto ad affrontare le sfide e le interruzioni della catena di forniture. La tecnologia digitale, in questa visione, “non sostituisce il decisore umano, ma lo supporta fornendo strumenti per valutazioni complesse che non potrebbero essere gestite manualmente”.L’approccio predittivo si traduce allora in un cambiamento culturale. Non si aspetta che il problema si manifesti, ma si lavora per anticiparlo, integrando la simulazione nel processo decisionale. Il gemello virtuale diventa così un elemento strutturale della governance operativa, capace di collegare strategia, produzione e gestione del rischio.
Governare l’intero ciclo di vita del prodotto e dell’esperienza
Si approfondisce allora il legame tra virtual twin e ciclo di vita. “Il virtual twin permette di comprendere i comportamenti nel contesto in cui il progetto, il componente o il sistema andrà a operare”, afferma Bogo, esperienza di chi ci interagirà compresa, come nel caso della manutenzione. Non mancano già esempi di robot sulla linea di produzione per cui la simulazione si estende oltre la progettazione tecnica per includere aspetti operativi e di sicurezza. Un elemento distintivo è l’integrazione dell’intelligenza artificiale. Bogo parla quindi di “AI-powered virtual twin”, gemelli digitali potenziati dall’AI, che mettono strumenti avanzati al servizio di chi deve interagire con sistemi complessi. A questo si aggiunge la dimensione immersiva.
Dassault Systèmes sta portando avanti su questi temi una collaborazione con Apple per integrare Apple Vision Pro nella piattaforma 3DExperience, aprendo la strada a esperienze in cui il virtual twin “esce dallo schermo del computer ed entra nel mondo reale”. Queste esperienze immersive hanno un impatto diretto sulla sostenibilità di lungo periodo. La sostenibilità è infatti anche sicurezza e formazione “e con questa tecnologia è possibile fare attività di formazione in sicurezza” per chi deve effettuare interventi di manutenzione. Nel mondo virtuale è infatti possibile “simulare interazioni, smontaggi e interventi senza rischi reali, migliorando la preparazione degli operatori e riducendo il rischio di potenziali incidenti”. Il virtual twin che accompagna lungo tutto il ciclo di vita, dalla progettazione alla manutenzione, fino al fine vita dei prodotti e dei processi evidenzia il valore di un approccio che davvero consente di prendere decisioni informate che tengono conto degli impatti futuri, “integrando sostenibilità, sicurezza ed efficienza operativa in un unico framework digitale”.
Come mettere a terra i progetti
“In Italia, le aziende mostrano una grande apertura all’innovazione e mostrano un vivo interesse per le tecnologie digitali, vale per le startup come per le grandi imprese”, racconta Bogo, e tuttavia in alcuni casi persistono timori infondati o preconcetti. Uno di questi riguarda l’idea che l’adozione del virtual twin richieda uno stravolgimento totale dei processi. “E invece non è necessario un approccio del tipo ‘o tutto o niente’“, sintetizza Bogo, chiarendo che non sono necessari investimenti ingenti per iniziare. “L’adozione – ribadisce, invece – si basa su un percorso graduale. Si delinea una roadmap, partendo dalle simulazioni più rilevanti per l’azienda e ampliando progressivamente l’uso dei gemelli virtuali”. E le soluzioni sono disponibili sia on-premise che in cloud, sono scalabili, accessibili anche alle startup. Un terzo tema è quello delle competenze. In questo ambito, Bogo vede l’Italia “ben posizionata, grazie alla collaborazione con università e mondo education”. Dassault Systèmes è coinvolta in iniziative come la 3DExperience Academy, realizzata in collaborazione con l’Università Federico II di Napoli e partner industriali, per sviluppare competenze specialistiche in ambiti come il model-based systems engineering. Questo investimento sulle competenze risponde direttamente alle esigenze delle aziende che vogliono adottare strumenti digitali in modo sostenibile nel lungo periodo. Prosegue Bogo: “Dassault Systèmes opera poi attraverso un ecosistema di partner che forniscono servizi, training e consulenza, affiancando le aziende sul territorio. Accanto a questo modello, esistono anche progetti seguiti direttamente, soprattutto con grandi realtà industriali”. L’obiettivo è adattare l’approccio alle diverse esigenze del tessuto produttivo italiano.
Sostenibilità, perché è importante ri-progettare il reale
La visione futura delineata da Chiara Bogo va ben oltre la fabbrica. Il concetto chiave è la “riprogettazione”, che non riguarda quindi solo il nuovo, ma soprattutto l’esistente. “Il virtual twin gioca un ruolo importante sull’esistente, nel riqualificare per migliorare”, sottolinea. Non è necessario avviare un nuovo progetto per beneficiare del gemello digitale; è possibile creare virtual twin dell’esistente e simulare come può evolvere.
L’esempio degli ospedali – caso reale per Dassault Systèmes – è emblematico. La sfida non è costruire nuove strutture, ma riqualificare e ampliare quelle esistenti, migliorando l’operatività senza interrompere i servizi. “Il virtual twin in questi casi – racconta Bogo – consente di simulare la disposizione dei reparti, i flussi dei pazienti, la gestione delle sale operatorie e persino i flussi d’aria per prevenire la diffusione di virus“. Tutto questo permette di “prendere decisioni le più possibili informate” e di rendere le operation resilienti”. Ma l’ospedale è anche parte di un sistema più ampio, la città. “E’ possibile quindi estendere il ragionamento alla mobilità, all’accessibilità e alla sostenibilità ambientale urbana”. Le stesse logiche di simulazione applicate alla supply chain globale possono essere utilizzate per ottimizzare i trasporti pubblici, migliorare l’accesso ai servizi e ridurre l’impatto ambientale. “Dassault Systèmes mette il mondo virtuale al servizio del mondo reale”, afferma Bogo, chiarendo che “il virtual twin non è fine a se stesso, ma uno strumento per migliorare città, infrastrutture e sistemi complessi”.
Questa visione sistemica evidenzia come il gemello digitale possa diventare un elemento chiave per la transizione verso modelli sostenibili su larga scala. Non solo prodotti e fabbriche, ma città, ospedali e infrastrutture possono beneficiare di un approccio che integra simulazione, collaborazione e dati reali. “È in questo intreccio tra tecnologia e realtà che si gioca il futuro dell’innovazione sostenibile”.
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