Digital Twin: applicazione reale sull’edificio del progetto SAMBA

La spinta della digitalizzazione vede sempre più affermarsi il concetto di gemello digitale o Digital Twin (DT) come elemento dirompente nell’intreccio tra mondo reale e mondo virtuale.

Avevamo già parlato di Digital Twin nell’articolo Digital Twin: il gemello digitale dell’opera.

Nel presente contributo si pone l’attenzione sull’applicazione di Digital Twin per un progetto reale in corso. Parliamo del progetto Smart and Advanced Multitenants Building Automation anche noto come SAMBA.

Harpaceas, in qualità di soggetto promotore di questo progetto, mette a disposizione le proprie competenze in ambito Digital Twin, digitalizzazione dell’asset e BIM.

 

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Figura 1 – vista fotorealistica del Digital Twin del Co+Fabb all’interno del player

 

Progetto SAMBA

SAMBA è un progetto finanziato nell’ambito POR FESR 2014-2020 di Regione Lombardia ed è uno dei progetti vincitori della Call Hub 2019.

Ideato dalla società Alchema, il progetto si propone di sviluppare un’applicazione innovativa e di particolare rilevanza, una soluzione tecnologica che si inserisca tra storia-tradizione da una parte e innovazione digitale dall’altra: una piattaforma di controllo di edifici esistenti che possono essere trasformati in smart building con impatti vantaggiosi potenzialmente enormi.

Per questo motivo il progetto è in primo luogo chiamato a rispondere a due tipologie di bisogno specifico:

  • Le tecnologie emergenti come l’Internet of Things (IoT), il 5G e l’Artificial Intelligence (AI);
  • L’applicazione del concetto di Smart Building al patrimonio immobiliare esistente.

Per ulteriori informazioni si rimanda al sito ufficiale del progetto.

 

Le competenze di Harpaceas per SAMBA

Harpaceas, all’interno di un partenariato composto da aziende di vari settori[1], si sta occupando di sviluppare il Digital Twin del building di progetto, il Co+Fabb, edificio adibito al coworking e sito a Sesto San Giovanni. Harpaceas da moltissimi anni si propone come system integrator nel settore del BIM e dei gemelli digitali, offrendo differenti soluzioni e metodologie tagliate su misura per le esigenze dei clienti del settore costruzioni.

All’interno del progetto SAMBA si è deciso di sfruttare una serie di soluzioni tecnologiche per la virtualizzazione del building e nello specifico per la creazione di un apposito Digital Twin, atto a permettere una user experience di nuova concezione, assicurando agli utenti di poter interagire con l’edificio che li ospita e soprattutto con i dati e le informazioni real-time che orbitano attorno ad esso.

Con il supporto del partner LocLab consulting, per questo progetto Harpaceas ha realizzato la virtualizzazione dell’edificio come ambiente navigabile tramite un apposito applicativo, denominato player.

La possibilità di immergersi virtualmente nel building è certamente un aspetto interessante della digitalizzazione di un edificio ma è solamente un punto di partenza.

In quanto gemello dell’opera appartenente al mondo reale, il Digital Twin non è solo la virtualizzazione fotorealistica della stessa ma deve essere un elemento parlante e vivo, in grado di dialogare con ciò che viene rilevato sul campo e dei comportamenti che l’edificio può assumere nel corso del tempo.

Nel rispetto degli obiettivi di progetto, mirati a tematiche quali il comfort ambientale, il risparmio energetico, l’aumento della produttività e la sicurezza, il prodotto risultante (come insieme dei vari contributi curati dai partner) avrà come prima caratteristica quella di essere scalabile anche per altri edifici e per altre esigenze dei rispettivi fruitori.

Questo significa che, nello specifico, il DT è chiamato ad offrire all’utente un’interazione semplice e intuitiva degli spazi da lui vissuti e/o gestiti e delle informazioni che li caratterizzano.

La virtualizzazione dell’edificio, supportata dall’applicazione della metodologia collaborativa BIM sin dalla fase progettuale dell’intero sistema, è fondamentale per poter tenere sotto controllo tutte le criticità che emergono dall’aggregazione delle varie componenti e che devono essere risolte in fase preliminare. Ciò permette di sfruttare al massimo le modellazioni informative (e i rispettivi utilizzi) per il confezionamento di un Digital Twin in linea con gli obiettivi dell’intero progetto SAMBA.

La suddetta metodologia ha trovato applicazione in particolare nella predisposizione di modelli informativi disciplinari di supporto al progetto stesso. Ciò ha riguardato la virtualizzazione degli elementi della relativa specialistica (architettura, strutture e impianti…) ma soprattutto nei loro contenuti informativi ed utilizzi. Inoltre, il ricorso a piattaforme di collaborazione BIM ha permesso l’aggregazione dei vari contenuti informativi e lo scambio di considerazioni tra gli attori in gioco, anche grazie alle possibilità offerte da formati aperti (openBIM) e internazionalmente normati e riconosciuti quali IFC (UNI EN ISO 16739).

 

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Figura 2 – modellazione IFC del Co+Fabb all’interno della piattaforma di collaborazione web Trimble Connect

 

Se i modelli BIM rappresentano dunque la virtualizzazione di contenuti informativi grafici e alfanumerici, il loro utilizzo e il loro controllo automatizzato (attraverso strumenti automatici appositi detti di model & code checking) rappresentano un valido supporto all’intero gruppo di lavoro nell’ottimizzazione delle scelte progettuali finalizzate alla realizzazione del prodotto Digital Twin, alimentato e guidato efficacemente da questa metodologia.

Trimble Connect è una piattaforma di Project Collaboration, basata su cloud, prodotta da Trimble Solutions e certificata ISO/IEC 27001:2013, che permette ai progettisti, costruttori, proprietari ed operatori di condividere in tempo reale tutte le informazioni nei progetti di ingegneria e di costruzione.

Harpaceas è distributore di Trimble Connect per l’Italia.

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Il Digital Twin: caratteristiche e finalità

Nello specifico la realizzazione del gemello digitale per SAMBA si traduce sostanzialmente in due principali step.

Il primo concerne la pura tridimensionalizzazione dell’asset, resa possibile attraverso l’utilizzo di un’action cam (quale la GoPro con stabilizzatore video) funzionale all’acquisizione video degli ambienti da digitalizzare. Le riprese sono un fondamentale dato di input che viene rielaborato attraverso avanzati algoritmi di riconoscimento immagini per ottenere prima di tutto un building fotorealistico e navigabile.

Il secondo step prevede l’arricchimento del suddetto modello geometrico, andando a sviluppare una serie di oggetti intelligenti e funzionalità specifiche a servizio dei vari livelli di utenza. Questo rappresenta di fatto lo scopo primario del Digital Twin, una user interface semplice e immediata che permette all’utilizzatore di muoversi liberamente nello spazio virtuale, interagendo con elementi e informazioni che sono lo specchio del reale comportamento dell’edificio, dal punto di vista del comfort ambientale, della sostenibilità, del risparmio energetico, della sicurezza strutturale, …

La finalità ultima del Digital Twin diviene quella di instaurare un legame e un dialogo continuo con i dati (e loro rielaborazioni). Ciò si traduce nella possibilità, per vari profili utente, di consultare, monitorare e gestire gli spazi ad esso associati, agendo all’interno di specifiche funzionalità e oggetti intelligenti legati al dominio di interesse.

Si pensi ad esempio alla tematica del comfort ambientale: tramite il Digital Twin è dunque possibile avere una visione chiara delle condizioni (real-time e/o storiche) di umidità, temperatura e qualità dell’aria in qualsiasi momento e in qualsiasi luogo virtuale del modello.

Le potenzialità offerte da una tale soluzione possono perfino rispondere ad esigenze puramente informative o di addestramento. In questa direzione l’utilizzo del Digital Twin potrebbe supportare i vari utenti nella ricerca del percorso migliore per raggiungere il luogo desiderato dell’edificio, molto utile soprattutto per i visitatori piuttosto che per dipendenti di aziende composte da molteplici dipartimenti distribuiti in complessi molto grandi.

Inoltre, specificatamente per la fase di training, il gemello digitale consentirebbe di agevolare le simulazioni relative agli eventi critici quali sisma o incendi indicando ai fruitori come comportarsi e quali indicazioni seguire, come il percorso verso la più vicina uscita di sicurezza.

Il progetto SAMBA, in maniera ambiziosa e lungimirante, mira dunque alla realizzazione di un vero e proprio sistema intelligente, combinazione di varie componenti tecnologiche. Dalla sensoristica ai protocolli di comunicazione, dai database ai modelli predittivi, dall’intelligenza artificiale sino ai front-end (DT compreso) a disposizione dell’utente e dei suoi bisogni.


[1] AGEvoluzione, Eucentre, 3P Technologies, ATS e KALPA (capofila del progetto)