Periodico bimestrale
Anno XIX, numero 89
nov./dicembre
ISSN 1128-3874

Digital twin o prototipazione virtuale?

N. 89 – nov./dicembre

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Marco Evangelos Biancolini
Marco Evangelos Biancolini

Nel mondo del CAE vediamo evolvere il nome delle tecnologie anche se nella sostanza i metodi numerici alla base non differiscono poi così tanto. In tempi recenti per parlare di simulazione numerica si è usato tanto il termine “prototipazione virtuale”. Oggi troviamo sempre più spesso il termine digital twin.
Il nuovo nome non è solo legato a una moda passeggera o a scelte di comunicazione dettate dal marketing. Il passaggio al “gemello digitale” segna infatti un nuovo modo di fruire delle “solite” analisi. Se con l’approccio della prototipazione virtuale l’intento era quello della progettazione, ovvero simulazione numerica mirata a comprimere i tempi di sviluppo di un nuovo prodotto, con il passaggio al digital twin si mira all’uso della simulazione durante la vita del prodotto stesso. Una rappresentazione digitale della fisica che modella un sistema risulta infatti molto utile per prevederne il comportamento e per interagire con il sistema reale aiutati dall’evoluzione delle informazioni disponibili grazie al gemello digitale.
Un aspetto molto importante relativo all’interazione con il digital twin è la compressione dell’informazione basata su modelli ridotti ROM (Reduced Order Models). La messa a punto dei modelli previsionali è solitamente basata su previsioni high fidelity a campo intero come ad esempio analisi strutturali con il metodo degli elementi finiti o analisi fluidodinamiche con il metodo dei volumi finiti. Tali analisi richiedono grandi risorse di calcolo e, in molti casi, l’uso del supercalcolo. La grande accuratezza e affidabilità delle analisi numeriche si paga quindi con una mancanza di “reattività”. L’aggiornamento dello stato del sistema dovuto al cambiamento del sistema reale può richiedere diverso tempo qualora sia necessaria una nuova esecuzione del calcolo completo. La costruzione del ROM (ROM building) pur richiedendo molto tempo, specialmente se si considera un numero elevato di parametri che cambiano lo stato del sistema, consente poi di interagire con il ROM (ROM consumption) in tempo reale.
Le nuove tecnologie ROM, separando la fase di preparazione del digital twin da quella di utilizzo, stanno consentendo di mettere a punto approcci basati sulla realtà aumentata pensati per la fruizione da parte di operatori specializzati sul particolare sistema, come ad esempio nelle applicazioni medicali, ma non necessariamente esperte di CAE. Questo cambiamento apre la strada a sistemi interattivi, dispositivi aptici, grafica realistica e immersiva e rende necessaria una forte integrazione con la simulazione che potrà essere “distillata” in un ROM molto compatto.
 


Prof. Marco Evangelos Biancolini
Dipartimento di Ingegneria dell’Impresa “Mario Lucertini”
Università di Roma Tor Vergata.


 

— Marco Evangelos Biancolini

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