Il Digital Twin nelle costruzioni: applicazioni e vantaggi

Rivoluzionare il processo di progettazione, costruzione e gestione degli edifici con un concetto innovativo: il Digital Twin. Questa tecnologia, ancora in fase di sviluppo, ha un potenziale elevato nel settore edile. Con una trasformazione digitale sempre più accentuata e con i costi delle innovazioni tecnologiche destinati a ridursi con l’aumentare dell’offerta, i Digital Twins sono pronti a diventare uno strumento indispensabile per costruire e gestire edifici che siano sempre più efficienti, confortevoli e sostenibili. Il futuro delle piccole e medie imprese e delle smart cities, quindi, passa anche attraverso questo concetto. Vediamo cosa sono i Digital Twins e quali sono le applicazioni Digital Twin nell’edilizia.

Digital Twin: cos’è?

La traduzione italiana del concetto di Digital Twin è “gemello virtuale”. Si tratta, in termini meno astratti, di un modello virtuale di altamente complesso, in grado di replicare fedelmente il suo corrispettivo fisico.

Il Digital Twin, nel contesto edilizio, è una replica digitale precisa e dinamica di un edificio o di una sua parte. Questa replica virtuale consente di simulare, monitorare e ottimizzare le prestazioni dell’edificio lungo tutto il suo ciclo di vita, dalla fase di progettazione alla costruzione e gestione operativa. In questo modo si ottimizzano flussi, funzioni e processi, come ad esempio la catena di fornitura, e si ha una maggiore facilità a individuare e a correggere tempestivamente eventuali criticità. Tutto ciò si traduce in un miglioramento dell’efficienza e della sostenibilità per le imprese, ma anche per le pubbliche amministrazioni che scelgono di avvalersi di questa soluzione per rendere le città più sostenibili, inclusive e resilienti.

Come funziona un Digital Twin

Un Digital Twin non va inteso solo come un modello 3D. Il gemello digitale raccoglie infatti dati da più fonti al fine di prendere decisioni informate sulla gestione dell’asset reale corrispondente.

Tra le fonti utilizzate rientrano tecnologie avanzate come l’Internet delle Cose (IoT), sensori, intelligenza artificiale (AI) e big data, con l’obiettivo di generare un modello che sia interattivo, dinamico e smart, capace di simulare scenari e individuare opportunità di crescita.

La rappresentazione virtuale può essere utilizzata per svolgere analisi predittive, individuare problemi nelle fasi preliminari (progettazione), armonizzare i flussi di lavoro e migliorare l’intero ciclo di vita del progetto.

Utilizzare il Digital Twin serve quindi a favorire ed efficientare la comunicazione tra tutte le parti coinvolte, aumentando i profitti e riducendo le spese.

Digital Twin e AI nell’edilizia

Come abbiamo visto finora, il Digital Twin è un processo che prevede la creazione di un gemello digitale di un asset (in edilizia un edificio o un’infrastruttura), al fine di poter simulare i comportamenti dell’edificio o fare delle valutazioni in un ambiente digitale o fisico.

Nel campo dell’edilizia, l’intelligenza artificiale e la rappresentazione virtuale di spazi ed elementi (Digital Twin) sono due strumenti che – se combinati tra di loro – consentono di ridurre i tempi di ottimizzazione e di progettazione.

Com’è noto, inoltre, il ricorso alla digitalizzazione nel campo della PMI favorisce la crescita del fatturato, dei profitti e dell’utile netto.

L’utilizzo dell’intelligenza artificiale consente oggi di coprire il ciclo di vita di un edificio in varie fasi, tra cui:

• rilievo, ovvero quando occorre costruire un modello geometrico dell’immobile sul quale bisognerà intervenire;
• fase di esecuzione dei lavori, grazie alla quale si possono ricostruire e immagazzinare modelli di stato di avanzamento dei lavori per fissare quanto fatto e averlo a disposizione nelle fasi successive, a supporto di attività o della manutenzione;
• supporto alla gestione degli immobili, ovvero supporto alla calibrazione di modelli energetici dinamici. Grazie alla calibrazione di modelli è possibile disporre di benchmark che individuino se l’edificio si sta comportando o meno rispetto alle previsioni;
• supporto alla guida autonoma degli edifici. Grazie all’intelligenza artificiale e al cloud, è possibile interfacciarsi con i sensori presenti all’interno degli edifici, con gli attuatori (impianti), potendo governare tutta la catena degli impianti come se all’interno ci fosse un team di manutentori.

Poter creare in pochi minuti il modello geometrico di un edificio e costruire, sulla scorta di quanto riprodotto, scenari di decarbonizzazione basati su modelli energetici, aiuta soprattutto in fase operativa. La sfida delle aziende, infatti, è quella di supportare la scelta decisionale per la riqualificazione del patrimonio esistente garantendo che, una volta abitato e occupato, rappresenti la soluzione migliore in base alle previsioni.

Applicazioni del Digital Twin nel settore delle costruzioni

Le applicazioni del Digital Twin nel settore construction sono molteplici. Come osservato finora, il Digital Twin può essere utilizzato da appaltatori, ingegneri e architetti in diverse fasi del progetto: dalla programmazione delle attività alle risorse da allocare, fino alle modifiche da apportare in corso d’opera.

Ma vediamo più nel dettaglio alcune delle applicazioni principali.

• Progettazione e pianificazione: già prima della fase di costruzione, un Digital Twin può aiutare, simulando vari scenari e identificando potenziali problemi. Questo permette all’intero team di collaborare in modo più rapido ed efficace, potendo visualizzare e modificare il modello restituito per migliorare il progetto nella sua interezza.
• Costruzione: in questa fase il gemello virtuale permette di monitorare in tempo reale i progressi. Confrontando il Digital Twin con la realtà, infatti, ci si può assicurare che il progetto stia seguendo i piani.
• Gestione: i sensori e i dati ottenuti in tempo reale permettono di prevedere criticità e interventi di manutenzione da effettuare prima che insorgano problemi gravi.
• Protocolli di sicurezza: un Digital Twin consente di simulare scenari di emergenza, ottimizzando i piani di evacuazione.
• Ristrutturazione: integrando nuove tecnologie si mantiene l’allineamento tra il modello virtuale e la realtà, facilitando la pianificazione di interventi di ristrutturazione.
• Materiali: i Digital Twins consentono di tracciare le forniture di materiali durante il ciclo di vita di un progetto, favorendo una migliore gestione delle risorse in campo.
• Costi e scadenze: un gemello digitale consente di simulare anche gli scenari legati alle variazioni del personale e ai relativi impatti sul budget. In questo modo si ha una visione d’insieme sui costi, con una maggiore facilità di controllo delle spese, e si possono rispettare più agevolmente le scadenze.
• Prestazioni energetiche: grazie a sensori IoT in grado di misurare fattori ambientali, si ottengono dati interessanti sulle prestazioni energetiche di un edificio e sul suo impatto ambientale.

I benefici della Digital Twin technology nel settore edile

La Digital Twin technology nel settore construction ha soprattutto un indubbio merito: quello di garantire un elevato livello di conoscenza del progetto, già nella fase preliminare, che altrimenti non sarebbe possibile avere. Tale conoscenza preventiva offre una serie di vantaggi a 360°, con impatti positivi sull’efficienza energetica e sul costo dei progetti, benefici nell’allocazione delle risorse e riduzione dei rischi.

Ecco più nel dettaglio alcuni benefici del Digital Twin nel settore delle costruzioni.

• Riduzione dei costi: una gestione migliore delle risorse e la conseguente riduzione degli sprechi si ripercuote positivamente sulle spese per il progetto. Il Digital Twin consente infatti di avere immediatamente delle stime precise delle aree operative in cui ridurre i costi e quelle in cui investire, ottimizzando il budget.
• Efficienza operativa: l’intera gestione del processo viene semplificata. La squadra di lavoro può collaborare agevolmente a distanza, i dati sono monitorati in tempo reale e permettono di correggere in corso d’opera le strategie. In questo modo si riducono anche i tempi di inattività, con benefici tangibili sulle prestazioni complessive.
• Sicurezza: con una ricostruzione accurata di ambienti e oggetti, si minimizzano i rischi riconducibili a difetti progettuali o a malfunzionamenti. La ricaduta positiva è anche sulla sicurezza, tramite un monitoraggio continuo e una risposta veloce alle situazioni di emergenza.
• Sostenibilità: un uso più efficiente delle risorse e dell’energia concorre a ridurre l’impatto ambientale degli edifici.

Digitalizzazione: la soluzione vincente per il settore edile

L’implementazione del Digital Twin nel settore delle costruzioni evidenzia come l‘integrazione di tecnologie digitali possa incrementare la redditività aziendale, migliorando l’efficienza e la precisione nella gestione dei progetti. Allo stesso modo, però, va rilevato che la digitalizzazione riveste un ruolo essenziale anche nell’esecuzione di analisi tecnico-economiche, consentendo valutazioni dettagliate e tempestive di ogni progetto, ottimizzando così le risorse e i risultati finanziari.

In questo specifico ambito, un prezioso supporto alle imprese è fornito da TeamSystem Construction Project Management (CPM), il software di TeamSystem che copre tutte le aree gestionali dell’impresa edile e gestionali per impiantisti, professionisti e Pubblica Amministrazione.

Grazie a un software di questo tipo, che consente una comprensione più approfondita dei sistemi complessi, le imprese possono assumere decisioni informate e in linea con i propri obiettivi, migliorando la gestione delle tempistiche e riducendo i fattori di rischio legati alle attività.

TeamSystem CPM, dunque, permette di ottimizzare i processi e raggiungere gli obiettivi in modo mirato, mantenendo il pieno controllo di ogni commessa dal punto di vista della gestione tecnico-economica, visualizzandone tempestivamente le criticità e trasformando le informazioni raccolte in dati di produzione capaci di incrementare i profitti.