Il gemello digitale: condizione essenziale per la sostenibilità
I megatrend sociali guidano anche le tendenze tecnologiche. Con Connectivity+, HARTING sta traducendo la visione aziendale - "Vogliamo plasmare il futuro con tecnologie per le persone" - in prodotti e applicazioni concrete. Alla luce di questi diversi livelli, sorge la domanda: che cos'hanno a che fare sostenibilità e le soluzioni tecnologiche future con i gemelli digitali e viceversa?
Il Gruppo Tecnologico HARTING considera il gemello digitale come un concetto olistico che consente la mappatura completa e la trasparenza di un bene reale lungo l'intero ciclo di vita, dalla sua nascita, alla creazione di valore rinnovabile fino al suo "recupero energetico" finale.
Solo attraverso un gemello digitale è possibile determinare informazioni sulla sostenibilità di un asset nel contesto della digitalizzazione. Tuttavia, questo non è dovuto al fatto che un gemello digitale renda un asset più sostenibile. Piuttosto, perché crea la possibilità di elencare e collegare in modo trasparente le informazioni sui componenti/materiali e le loro proprietà, ottimizzando così i processi e apportando miglioramenti verificabili.
Ad esempio, si consideri la determinazione della carbon footprint: non è direttamente evidente dal bene stesso e può essere collegata al bene reale solo attraverso un gemello digitale. Il gemello digitale fornisce all'utente informazioni sulle varie fasi del ciclo di vita del prodotto (processo di sviluppo, catena di fornitura e produzione, logistica, utilizzo, manutenzione/riparazione...), nonché sui componenti e sui materiali utilizzati: quindi è possibile capire se il prodotto è sostenibile o meno.
Ciò significa che la sostenibilità può essere realizzata in modo sostenibile solo attraverso il gemello digitale.
Da tener conto in questa fase: la sostenibilità ecologica va ben oltre la semplice verifica dell'impronta di CO2! La digitalizzazione - in termini di mappatura di un gemello digitale - deve essere applicata in modo più ampio. Soprattutto quando le questioni di economia circolare giocano un ruolo importante (il modello delle 10R):
Refuse: Come si può evitare l'uso di sostanze pericolose per la salute durante la progettazione di un prodotto?
Rethink: È possibile mettere il prodotto a noleggio anziché venderlo?
Reduce: Come si può produrre un prodotto con il minor consumo possibile di risorse naturali e materiali?
Reuse: Come può essere riutilizzato un prodotto?
Repair: Come rendere possibile, e idealmente facile, la riparazione di un prodotto?
Refurbish: Come si possono sostituire i singoli componenti di un prodotto?
Remanufacture: In che modo i componenti di un vecchio prodotto possono essere incorporati nella fabbricazione di un nuovo prodotto?
Repurpose: Come si può riutilizzare un prodotto per un diverso scopo?
Recycle: Come riciclare i materiali/componenti di un prodotto?
Recover: Come si possono recuperare le materie prime utilizzate nel prodotto?
La proposta di un nuovo regolamento sulla progettazione ecocompatibile dei prodotti sostenibili (Ecodesign for Sustainable Products Regulation, ESPR), pubblicata dalla Commissione europea il 30 marzo 2022, si basa sull'European Green Deal e sul Circular Economy Action Plan e prevede l'introduzione di un passaporto digitale di prodotto (DPP). Questo serve a raccogliere informazioni su un prodotto e sulla sua catena del valore. Lo scambio standardizzato di dati e informazioni lungo l'intero ciclo di vita del prodotto è l'elemento chiave del DPP. Dovrebbe poter rispondere alle seguenti domande - per i vari stakeholder, come clienti, riparatori, riciclatori, ecc. - per l'intero ciclo di vita del prodotto:
- Identificazione del prodotto: Quali sono gli identificativi (ad es. codice articolo, ecc.)?
- Identificazione del produttore: Chi, dove e quando è stato realizzato il prodotto?
- Informazioni su materiale: Di quali materiali è componenti è composto il prodotto?
- Dati tecnici: Quali proprietà ha il prodotto?
- Dichiarazioni di conformità ed etichettatura: Dichiarazione di conformità UE, etichettatura (CE, WEEE, ATEX, ...)
- Longevità: Come si può riparare il prodotto utilizzando quali parti di ricambio (disponibilità, tempi di consegna) e con quali strumenti? Qual è la vita utile prevista o la durata/resistenza a influenze esterne come stress meccanico o processi di invecchiamento?
- Riciclabilità: Il prodotto può essere separato nei suoi vari componenti e materiali?
- Energia e risorse: Quale impatto ambientale (CO2, H2O, NOx) ha il prodotto? Come sono state estratte le sue materie prime (impatto ambientale durante l'estrazione/estrazione) ma anche come si configura la responsabilità sociale dell'impresa?
- Utilizzo: Come si usa il prodotto (in modo ottimale/efficiente)? (Istruzioni per l'uso)
- EOL: Come viene dismesso il prodotto al termine della sua vita utile? Quali materiali/componenti devono essere smaltiti come rifiuti e come?
- Riciclabilità: Il prodotto o i suoi componenti/parti possono essere riciclati?
Typ/Instanz:
Sia nel contesto di un Digital Twin (Asset Administration Shell) che in termini di Digital Product Passport, si distingue tra i cosiddetti dati di tipo e di istanza.
e dati di istanza.
Mentre i dati di tipo sono definiti e specificati durante lo sviluppo di un prodotto, l'attenzione si concentra sulla raccolta dei dati di istanza una volta che il prodotto è stato testato con successo e rilasciato per la produzione. Il gemello digitale di ogni prodotto è quindi costituito sia da dati di tipo trasversali al prodotto sia da dati di istanza specifici del prodotto.
Per il Gruppo Tecnologico HARTING, il Passaporto Digitale di Prodotto rappresenta il passo successivo nella concretizzazione del Gemello Digitale. L'obiettivo è arricchire il gemello digitale con i dati completi di ogni componente di un prodotto e renderlo tracciabile. Il gemello digitale funge quindi da fonte di dati per il passaporto digitale di prodotto ed è rilevante sia a livello di cliente o decisore che di fornitore, perché: le caratteristiche di trasparenza di un prodotto sono decisive per il processo di selezione in termini di sostenibilità. Il gemello digitale o passaporto digitale di prodotto può portare a una maggiore sostenibilità ecologica solo se viene ampiamente diffuso e utilizzato universalmente. Il Gruppo Tecnologico HARTING considera l'Asset Administration Shell, definito e specificato dall'Industrial Digital Twin Association (IDTA) e standardizzato nell'ambito della normazione internazionale (IEC), come il mezzo da scegliere. Tali standard, praticati in modo uniforme, sono la solida spina dorsale per l'implementazione mirata della sostenibilità.
Il gruppo tecnologico HARTING ha presentato ad SPS 2023 un Passaporto Digitale di Prodotto basato su un Digital Twin (Asset Administration Shell a livello di istanza) per parti selezionate del portafoglio prodotti, con un portafoglio prodotti di ca. 18.000 prodotti.
In questo caso è necessario trovare un equilibrio. Componenti come i connettori che sono installati passivamente nei dispositivi intelligenti non appaiono generalmente come un'istanza. In questo caso, è perfettamente sufficiente che il tipo sia creato e quindi integrato nel gemello digitale del dispositivo, che di solito funziona come istanza. La situazione è diversa per i connettori utilizzati come componenti di installazione o di infrastruttura molto complessi. Anche questi diventano sicuramente un'istanza. Ad esempio, lo SmEC (Smart Electric Connector, si veda anche il numero 44 di tec.news), che è già stato definito come istanza nel progetto di standardizzazione DKE. Il fatto stesso che lo SmEC generi dati nell'applicazione, che possono essere utilizzati all'interno dell'impianto di produzione per aumentare l'efficienza energetica, presuppone che lo SmEC diventi un'istanza, perché i servizi di prodotto sono sempre collegati a un'identificazione univoca del prodotto e quindi a un guscio di amministrazione attivo dello stesso.
