L’idea della tecnologia del gemello digitale è stata espressa per la prima volta nel 1991, con la pubblicazione del libro Mirror Worlds, scritto da David Gelernter. Questo concetto innovativo ha iniziato a prendere forma nella mente di diversi studiosi e ricercatori nel settore tecnologico, che hanno cominciato a esplorare le sue potenzialità e applicazioni. Tuttavia, è stato il Dr. Michael Grieves, all’epoca docente presso l’Università del Michigan, a essere riconosciuto come il primo ad aver applicato concretamente il concetto di gemelli digitali alla produzione industriale nel 2002 (libro : Product Lifecycle Management ) . Grieves ha anche avuto il merito di aver annunciato formalmente il concetto di software del gemello digitale, gettando le basi per sviluppi futuri nel campo, e aprendo la strada a nuove possibilità di innovazione tecnologica e miglioramento delle performance industriali.
Alla fine, un ulteriore passo avanti significativo è stato compiuto da John Vickers della NASA, che nel 2010 ha introdotto un termine innovativo per descrivere questa tecnologia emergente: “gemello digitale”. Questo nuovo nome ha giocato un ruolo cruciale nel diffondere e consolidare il concetto all’interno della comunità scientifica e industriale, rendendo il concetto più accessibile e comprensibile per tutti. Di conseguenza, ha facilitato notevolmente la comprensione e l’adozione di questa straordinaria innovazione tecnologica, aprendo la strada a nuove applicazioni e sviluppi futuri.
Tuttavia, l’idea di utilizzare un gemello digitale come mezzo per studiare un oggetto fisico risale a molto prima rispetto a quanto si possa pensare. In effetti, si può affermare con sicurezza che la NASA ha fatto da pioniere nell’uso della tecnologia del gemello digitale durante le sue missioni di esplorazione spaziale negli anni ’60. Ogni veicolo spaziale in viaggio veniva esattamente replicato in una versione terrestre, che veniva utilizzata dal personale della NASA per scopi di studio, simulazione e per risolvere eventuali problemi tecnici che potevano sorgere durante il volo.
Sebbene sia le simulazioni che i gemelli digitali utilizzino modelli digitali per riprodurre i vari processi di un sistema, esiste una differenza fondamentale e significativa tra i due: un gemello digitale rappresenta un ambiente virtuale completo e integrato, il che lo rende significativamente più completo e versatile per l’analisi e la comprensione del sistema nel suo insieme. Questo ambiente virtuale dettagliato consente di monitorare costantemente, analizzare minuziosamente e ottimizzare in modo continuo i processi, offrendo un quadro estremamente dettagliato e integrato che una semplice simulazione non può fornire, rendendolo uno strumento indispensabile per una gestione avanzata e complessiva del sistema.
La distinzione principale tra un gemello digitale e una simulazione risiede nella scala e nella complessità delle operazioni che possono eseguire: mentre una simulazione si concentra in modo specifico su un singolo processo o una singola funzione del sistema, un gemello digitale ha la capacità di eseguire diverse simulazioni in parallelo. Questo approccio avanzato permette di studiare simultaneamente molteplici processi interconnessi, offrendo una visione olistica e dettagliata del funzionamento complessivo del sistema. Grazie a questa capacità di eseguire simulazioni multiple e di integrare i dati provenienti da diverse fonti, il gemello digitale diventa uno strumento indispensabile non solo per l’analisi avanzata, ma anche per la gestione e l’ottimizzazione dei sistemi complessi in tempo reale, migliorando notevolmente l’efficienza operativa e la capacità decisionale.
Le differenze non si fermano qui. Ad esempio, mentre le simulazioni tradizionali di solito non utilizzano i dati in tempo reale, i gemelli digitali sono progettati attorno a un flusso bidirezionale continuo di informazioni. Questo flusso si attiva quando i sensori installati sull’oggetto fisico trasmettono dati al processore del sistema di gestione. Il processo si completa nel momento in cui le informazioni elaborate dal processore vengono inviate nuovamente all’oggetto originale, permettendo così un aggiornamento e un adattamento costante basato sui dati più recenti disponibili.
Grazie a dati più accurati e continuamente aggiornati in una varietà di campi, combinati con la potenza di calcolo avanzata offerta da un ambiente virtuale, i gemelli digitali possiedono la capacità di analizzare una gamma molto più ampia di problemi da molteplici prospettive rispetto alle simulazioni tradizionali. Questo approccio innovativo offre un potenziale significativamente maggiore per il miglioramento di prodotti e processi, consentendo di ottimizzare le operazioni in modo più efficiente e di introdurre innovazioni con una velocità e precisione senza precedenti. Attraverso l’utilizzo dei gemelli digitali, è possibile ottenere una comprensione più profonda e dettagliata delle dinamiche operative, facilitando decisioni più informate e strategiche.