Nella provincia di Varese nasce il gemello digitale degli elicotteri di Leonardo
L’elicottero è da decenni uno dei simboli dell’alta tecnologia pensata e realizzata in provincia di Varese. Siamo abituati a pensarlo (o a vederlo) volare sui cieli del territorio dagli stabilimenti Leonardo in cui è costruito o impiegato da molteplici operatori per gli utilizzi più diversi (soccorso, trasporto ecc.). Ma oggi accanto alla sua forma fisica, così familiare appunto, prende forma la sua versione digitale, un vero e proprio gemello generato da computer e software sofisticatissimi con vantaggi incredibili resi possibili, ancora una volta, dall’expertise consolidata e dalle professionalità espresse dall’azienda e attraverso le sue collaborazioni. Presso gli stabilimenti Leonardo della provincia si concentra una parte importante della complessa infrastruttura per lo sviluppo del gemello digitale degli elicotteri. Ovvero, ambienti di lavoro, centri specializzati e laboratori che danno vita a quello che si può considerare un continuo tra la dimensione reale e quella digitale dell’elicottero, con uno scambio di informazioni costante tra le due dimensioni volto al miglioramento della fase progettuale così come di quella applicativa, addestrativa e manutentiva del mezzo ad ala rotante. L’Azienda ha intrapreso negli ultimissimi anni più in generale un importante percorso di digitalizzazione del prodotto, del servizio, della produzione e dei suoi processi con vantaggi concreti già visibili sul territorio.
A Sesto Calende ad esempio,sede della Training Academy per l’addestramento del personale dei clienti e del coordinamento logistico e manutentivo di una flotta mondiale di oltre 4500 elicotteri e in espansione in termini di capacità di servizioè oggi basata anche la Diagnostic Service Tower. una centrale di analisi dei dati generati dalla flotta. A Cascina Costa di Samarate invece,sede presso la quale si concentra l’attività di ricerca e sperimentale oltre che centro di eccellenza per le trasmissioni e l’integrazione avionica in campo elicotteristico, è situato ora anche il Digital Simulation Laboratory, un ambiente di simulazione dedicato alla progettazione, allo sviluppo e validazione di nuove capacità e nuovi programmi. Alla base di questi due moderni ambienti c’è appunto il grande programma di digitalizzazione dell’azienda in ambito elicotteristico al quale lavorano non meno di 200 dipendenti con competenze professionali particolari ad esempio in ambito ingegneristico e di ‘data analytics’.
Ma come nasce il gemello digitale dell’elicottero? Immaginiamo una fitta rete di sensori (fino a 30 per ogni elicottero) distribuiti sui componenti principali di 1300 elicotteri dotati della capacità di raccogliere e fornire un’enorme mole di dati e informazioni sul loro comportamento, sulle caratteristiche e sullo stato di salute delle loro parti meccaniche, strutturali ed elettroniche. Una volta raccolti, tali dati sono poi elaborati ed analizzati facendo ricorso all’intelligenza artificiale e all’incredibile potenza di calcolo di uno dei computer più potenti al mondo,l’High Performance Computing (HPC) davinci-1 di Genova.
L’ HPC davinci-1 è direttamente collegato con i due ambienti di lavoro del gemello digitale di Leonardo presenti sul territorio varesino, la Diagnostic Service Tower e il Digital Simulation Laboratory, ed insieme concorrono a determinare il modello evolutivo dell’elicottero. Configurazione della macchina, sviluppo della progettazione, training in ambiente digitale e manutenzione predittiva sono tra le principali ricadute operative di questa importante spinta alla digitalizzazione.
Grazie all’elaborazione di questi dati è possibile ottenere molteplici importanti risultati quali l’ottimizzazione della configurazione di volo di un elicottero, l’elaborazione di modelli per prevedere l’impatto di carichi esterni su un componente e il grado di usura nel tempo, programmare in modo predittivo la manutenzione, delineare nuovi scenari nella simulazione per rendere ad esempio la formazione del pilota più efficace e rendere più sicura l’attività operativa reale. Alcune modellizzazioni su specifici componenti permettono di comprenderne il comportamento in una manciata di minuti in confronto alle centinaia di ore di analisi che sarebbero richieste senza l’ausilio delle moderne tecnologie digitali, con un grado di accuratezza tra il componente reale e la sua ‘copia digitale’ sostanzialmente pari al 100%.
Il gemello digitale consente così di avere una “miniera” di informazioni su tutto ciò che ruota intorno all’elicottero, il controllo totale della macchina, dei suoi sviluppi nel tempo, del suo utilizzo, ampliandone le potenzialità e le capacità in ogni fase prima ancora di materializzarle sull’elicottero vero con straordinari benefici in termini di sicurezza, costi e riduzione dell’impatto ambientale.
Il gemello digitale dell’elicottero rende possibile anche l’evoluzione degli ambienti di simulazione per l’addestramento dei piloti e per la manutenzione.
L’ambiente di addestramento digitale è l’unico contesto che permette di svolgere in massima sicurezza ogni tipo di missione addestrativa, anche quella critica e in condizioni limite, consentendo di accumulare esperienze utili per le operazioni sul campo. Leonardo dispone di 120 simulatori dislocati in tutto il mondo, e nel 2022 sono state accumulate 40.000 ore di volo in ambiente esclusivamente digitale per la formazione di piloti.
Per la manutenzione il discorso è analogo. Confrontando tra loro dati reali e simulati, è possibile prevedere condizioni e scenari di ogni tipologia. E’ possibile ad esempio razionalizzare gli interventi di manutenzione, intervenendo solo quando necessario secondo una programmazione più attenta ed efficiente.
La nuova frontiera del gemello digitale è infine rappresentata dalla progettazione edalla certificazione attraverso la simulazione (rispettivamente definte design by simulation e certification by simulation). Oggi in pratica nessuna fase di sviluppo progettuale è possibile senza il ricorso alla digitalizzazione. La sfida per il prossimo futuro sta nel superare il limite della potenza di calcolo, ricorrendo a nuove architetture e potenziando ulteriormente le performance dei supercomputer. Uno sviluppo che si ipotizza realizzabile già nel giro di pochi anni.
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