Il Digital Twin nelle utilities: dall’ottimizzazione di processi e strumenti al coinvolgimento delle persone

1. «Il Digital Twin nelle utilities: dall’ottimizzazione di processi e strumenti al coinvolgimento delle persone»
Vittorio Spinuso
Partner
BIP Consulting
Giovedì 16 novembre 2023 | IREN, Reggio Emilia
Nicola Maggi
Partner
BIP Consulting

2. 2
CHI SIAMO
Siamo la società di
consulenza del XXI secolo
BIP è una società di management
consulting specializzata nella
trasformazione di complesse realtà
aziendali. BIP supporta i propri clienti
nella ricerca e nell’adozione delle
innovazioni tecnologiche.
La chiave del successo di BIP è semplice:
ricerca di un servizio eccellente con un
approccio etico e leale ai clienti,
progettazione di soluzioni innovative e
sviluppo di prodotti e servizi
all'avanguardia.
PRINCIPALI EVIDENZE
Paesi
In cui BIP è presente con i suoi uffici
13
+40
+5.000
+4.500
1.500
20
85%
Anni
Anno di fondazione 2003
Progetti di successo
Clienti in tutto il mondo
Tasso di fidelizzazione
Paesi
in cui assistiamo i nostri Clienti
Professionisti
Italia
Milano, Roma, Mogliano Veneto, Bologna, Palermo,
Padova
London, Madrid, Barcelona, Bruxelles, Lugano, Wien,
Zug, Instanbul, Abu Dhabi, Lisbon, Khasab (Oman)
New York
São Paulo, Rio de Janeiro, Santiago de Chile, Bogotà
EMEA
Nord America
Sud America
BIP in breve

3. 3
Il contributo del Digital Twin all’Asset Lifecycle Management
L‘Asset Management
La gestione dell’intero ciclo di vita dell’asset è di fondamentale importanza nelle utilities, in quanto caratterizzate da reti e infrastrutture distribuite nel territorio.
L’Asset Management trae spunto da standard internazionali riconosciuti, come la serie ISO 55000 o l’ISO 19650, che forniscono linee guida basate sulla definizione di un
framework dei processi e sulla gestione ottimizzata degli asset. In questo contesto, la rappresentazione delle infrastrutture in chiave Digital Twin supporta il percorso di
trasformazione digitale dei gestori, aprendo la strada all’ “Enhanced Asset Management”
Decommision
Enhanced
Asset
Management
DIGITAL TWIN
Engineering &
Construction
Operation
Maintenance
Planning

4. 4
Dal Digital Twin all’Enhanced Asset Management
Il Digital Twin come abilitatore dell’Enhanced Asset Management
Enhanced Asset Management
Gestione centralizzata delle attività tramite sistemi basati su
logiche di automazione con la supervisione di operatori ad alta
specializzazione
Business Applications e Dati di Campo
Sistemi verticali a copertura dei principali processi e valorizzazione
dei dati di campo a beneficio dell’ottimizzazione della gestione degli
asset e dei processi di business
Data Platform
Integrazione e normalizzazione di tutti i dati e implementazione di
processi che ne governano utilizzo ed integrità
Replica digitale dell’intera infrastruttura, che permette
l’accesso diretto a tutte le informazioni di rete, utilizzabili per
simulazioni avanzate, analytics e definizione di scenari (e.g.
modello idraulico, what-if analysis, etc.)
Digital Twin & Analytics
I dati raccolti dal campo
tramite sistemi verticali e i
progetti sviluppati secondo la
metodologia BIM…
…alimentano la Data Platform e
aggiornano il Digital Twin
…a supporto dell’Enhanced Asset
Management
Il valore aggiunto dell’Enhanced Asset Management risiede nella capacità di gestire la totalità del patrimonio informativo aziendale in maniera centralizzata tramite
un’interfaccia univoca, fungendo così da abilitatore per modelli avanzati di elaborazione e gestione dei dati

5. 5
Definizioni
Il Digital Twin e la metodologia BIM
BIM
Il Building Information Modeling (BIM) è una metodologia di sviluppo
progettuale, che vede il suo punto focale nel cambio di paradigma relativo al
differente approccio nella rappresentazione delle informazioni legate
all’asset, basata sull’utilizzo di oggetti digitali «consapevoli» della propria
funzione nel sistema di riferimento e in grado di supportare l’intero ciclo di
vita di una infrastruttura, dalla fase di progettazione/realizzazione in poi
Digital Twin
I Digital Twin sono rappresentazioni virtuali di un asset fisico, come un prodotto
industriale, un impianto tecnologico, un edificio o una infrastruttura urbana.
I Digital Twin consentono di connettere il mondo reale con una serie
potenzialmente infinita di istanze virtuali. Basati su un’incredibile varietà
tecnologica, consentono di elaborare i dati raccolti dai sistemi IoT per supportare
processi decisionali, analisi predittive e simulazioni generative molto accurate
BIM e Digital Twin
non andrebbero
confusi, come spesso
capita!
Un contributo essenziale alla realizzazione dei Digital Twin è offerto dall’utilizzo esteso della metodologia BIM (Building Information Modeling)

6. 6
Contesto normativo italiano
Evoluzione del BIM
La metodologia BIM, configurandosi come uno standard, è regolata da normative specifiche. Di seguito si presenta l’evoluzione del contesto normativo
Direttiva 2014/24/UE (sugli Appalti Pubblici)
L’art. 22 c. 4 introduce l’uso facoltativo di «strumenti elettronici specifici» negli appalti pubblici di lavori e nei concorsi di progettazione
D.Lgs. 50/2016 (Codice Appalti)
L’art. 23 (c.1 lett. h) e c. 13) introduce in Italia l’uso facoltativo di «strumenti elettronici specifici» al fine di razionalizzare le attività di progettazione e le connesse
verifiche
DM 560/2017 (Decreto BIM)
Decreto di attuazione dall’art. 23 c. 13 del D.Lgs. 50/2016, che prevede l’introduzione obbligatoria di «metodi e strumenti elettronici specifici» nelle fasi di
progettazione, realizzazione e gestione delle opere e relative verifiche
2014
2016
2017
DM 312/2021 (Decreto BIM)
Apporta modificazioni al Decreto Ministeriale 560/2017, che stabilisce le modalità e i tempi di progressiva introduzione dei metodi e degli strumenti elettronici
di modellazione per l’edilizia e le infrastrutture
2021
PNRR Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza
I processi di implementazione del BIM e del DT possono essere contestualizzati all'interno di diversi programmi di incentivazione e finanziamento al fine di
facilitare la roadmap di digitalizzazione
2020-25
DM 430/2019 (AINOP)
Decreto di attuazione dall’art. 13 del «Decreto Genova», che istituisce l’Archivio Informatico Nazionale delle Opere Pubbliche
2019

7. 7
Lo standard BIM come abilitatore del «metaverso del territorio»
Verso la costruzione del Metaverso
L’utilizzo di una metodologia standard non è un solo obbligo normativo, ma abilita un percorso di digitalizzazione coerente, interoperabile e sinergico tra gestori di sottoservizi,
infrastrutture ed enti locali che ha il suo culmine nella realizzazione del «metaverso del territorio». Di seguito si riportano i passi minimi utili alla realizzazione di un «metaverso
del territorio» basato sulla raccolta e integrazione dei Digital Twin dei vari stakeholder
La Digitalizzazione interoperabile e integrata tra le infrastrutture è la chiave per un servizio più efficiente, flessibile e resiliente
Gestione delle informazioni per
ottenere i dati fin dall’inizio al
fine di progettare case, edifici e
infrastrutture con prestazioni
migliori
DESIGN BUILD
Sfruttare le tecnologie di
costruzione emergenti e gestire le
informazioni raccolte al fine di
migliorare la sicurezza, la qualità e la
produttività
INTEGRATE
OPERATE
Utilizzare un’efficace gestione delle
informazioni per trasformare le
prestazioni dell’ambiente costruito e
dei servizi da esso offerti
Comprendere come l’ambiente costruito può
migliorare la qualità della vita dei cittadini e
utilizzare queste informazioni per guidare la
progettazione della nuova infrastruttura
economica e sociale
Riferimenti
1. Department for Business and Trade, UK: https://www.gov.uk/government/collections/the-national-digital-twin-programme-ndtp
2. Centre for Digital Built Britain: https://www.cdbb.cam.ac.uk/what-we-did/national-digital-twin-programme

8. 8
Overview
Fattori Critici di Successo per la realizzazione del Digital Twin
Per realizzare il Digital Twin, è opportuno considerare i seguenti fattori critici di successo:
• Persone
• Change Management
• Digitalizzazione
Patrimonio esistente
• Modelli Operativi
• Modelli Dati BIM
• Strumenti IT

9. 9
Possibile architettura logica del Digital Twin
Strumenti IT Persone
Change Management
Digitalizzazione
Modelli Operativi
Modelli Dati BIM
Strumenti IT
FCS
La costruzione del Digital Twin presuppone solitamente la presenza dei seguenti moduli applicativi:
DATA PLATFORM
Field Data
Edge
SCADA
Edge
Business Data Other Data
DIGITAL TWIN
ADVANCED
SIMULATIONS
ALERT
PREDICTIVE MODELS PERFORMANCE
ANALYTICS
DATI ESTERNI
• Mappe ambientali
• Mappe
idrogeologiche
• Dati meteorologici
• Dati su eventi
sismici
• …
IoT & Sensoristica
Edge
EAM
•Anagrafica degli
asset
•Pianificazione
delle attività
manutentive
•Repository dati
tecnici degli asset
WFM
•Schedulazione e
assegnazione
attività di O&M
•Raccolta dati dal
campo
SW BIM
Dati strumenti
BIM:
•SW di Authoring
•SW di Model
Checking
•Common Data
Environment
GIS
•Mappatura e
georeferenziazione
•Dati geografici
(posizione,
dimensioni, forma,
relazioni)
ERP
•Dati di magazzino
•Dati di gestione
delle risorse
umane
•Economics

10. 10
Asset Data Model
Modelli Dati BIM
La metodologia BIM prevede l’utilizzo di modelli digitali il cui corredo informativo risulti intrinseco negli oggetti modellati attraverso l’implementazione in essi di Modelli Dati che
raccolgano tutte le informazioni necessarie all’asset lungo il suo ciclo di vita: le informazioni statiche deriveranno dalle fasi di E&C mentre quelle dinamiche dal mondo O&M
Persone
Change Management
Digitalizzazione
Modelli Operativi
Modelli Dati BIM
Strumenti IT
FCS
Engineering & Construction
Operation and Maintenance
Dati
dinamici
Dati statici, As-Built / Maintained BIM
Dati cartografici e territoriali
Dati gestionali
Dati real time (IoT and Scada)
Dati manutentivi
➢ Modello dati asset
➢ Rappresentazione digitale
dell’asset
➢ Fonte dati unica: mantiene la
coerenza dei dati e previene
duplicati
➢ Algoritmi di simulazione
dinamica delle prestazioni
➢ Sfrutta tutte le informazioni
sull’asset verticalmente e
trasversalmente
Dati
statici

11. 11
Il change dei Processi
Modelli Operativi
Al fine di avvalersi delle potenzialità dei nuovi strumenti e abilitare l’Enhanced Asset Management attraverso il Digital Twin, è opportuno revisionare i processi aziendali
Persone
Change Management
Digitalizzazione
Modelli Operativi
Modelli Dati BIM
Strumenti IT
FCS
Gestione Asset
Realizzazione Asset
Normativa Tecnica
• Utilizzo dei modelli BIM a supporto delle Operation e della
manutenzione degli asset
• Aggiornamento del modello digitale sulla base delle
modifiche agli asset effettuate in campo
Principali innovazioni
Principali innovazioni
Principali innovazioni
Nuovi processi: BIM Office
• Creazione di un’unità di governo del Digital Twin che garantisca il
costante allineamento dei modelli con la realtà di campo
• Coordinamento con le attività di digitalizzazione del patrimonio
• Supporto alle attività di gestione dei modelli e degli strumenti BIM
• Sviluppo degli standard e delle procedure BIM
Principali innovazioni
• Strutturazione della libreria degli oggetti tipologici e delle
filosofie di impianto
• Allineamento delle informazioni di consistenza ad ogni
aggiornamento della normativa
• Determinazione delle regole di verifica al fine di garantire la
conformità dei modelli alle normative vigenti
• Dinamiche di collaboration in un ambiente di gestione
delle informazioni progettuali
• Abilitazione dell’interoperabilità con le ditte esterne
• Esecuzione di verifiche automatiche (Model checking)
dei modelli digitali BIM
• Derivazione automatica dal progetto BIM dei
documenti tecnici
• Monitoraggio in near real-time dei dati per monitorare
l’avanzamento fisico, operativo e contabile

12. 12
Le principali attività
Digitalizzazione del patrimonio esistente Persone
Change Management
Digitalizzazione
Modelli Operativi
Modelli Dati BIM
Strumenti IT
FCS
La digitalizzazione del patrimonio esistente è un percorso che comprende una serie di attività che hanno lo scopo di ottenere come risultato finale il modello digitale di tutti gli
asset così come presenti in campo
• Definire le modalità
operative di comunicazione,
consegna e approvazione dei
Modelli
• Definire le regole di governo
nonché la documentazione di
Gestione Informativa
• Analizzare le informazioni in
input
• Modellare geometricamente
gli asset
• Inserire le informazioni
all’interno dei modelli, così
come richiesto dalla
documentazione di Gestione
Informativa
• Aggiornare tutte le
informazioni e/o tutte le
geometrie dei modelli che
subiscono delle variazioni
dovute ad attività
manutentive o impattanti gli
asset digitalizzati
Intera infrastruttura
digitalizzata
• Definire le modalità di
gestione della gara,
prioritizzando gli affidamenti
e identificando i possibili lotti
di asset da digitalizzare
• Raccogliere tutte le
informazioni (documentali e
non) necessarie allo
svolgimento delle attività di
modellazione geometrico-
informativa degli asset
• Verificare la correttezza
informativa e la correttezza
geometrica dei modelli,
nonché la loro rispondenza ai
requisiti richiesti all’interno
dei documenti di gestione
informativa
DEFINIZIONE MODALITÀ
OPERATIVE DIGITALIZZAZIONE
MODELLAZIONE ASSET GESTIONE MODELLI
SETUP LOTTI
DEFINIZIONE
STRATEGIA DIGITAL TWIN
VERIFICA E APPROVAZIONE
MODELLI
1 3 5
2 4 6

13. 13
Il cambiamento a 360°
Change Management
In coerenza con i cambiamenti dei processi e degli strumenti, è opportuno stabilire una strategia di Change e un Piano di comunicazione e formazione
Persone
Change Management
Digitalizzazione
Modelli Operativi
Modelli Dati BIM
Strumenti IT
FCS
Supply Chain
Adeguamento dei contratti di fornitura dei servizi di ingegneria in essere e
redazione dei nuovi contratti secondo standard BIM
Analisi del Piano Investimenti nell’orizzonte temporale di interesse,
finalizzata alla definizione degli scenari di digitalizzazione
Formazione
Introduzione di nuove competenze
sull’applicazione di processi e strumenti
derivanti dalla nuova metodologia
Assetto organizzativo
Ridefinizione di ruoli e responsabilità per la
gestione dei modelli digitalizzati, delle
anagrafiche e degli standard BIM
CHANGE
MANAGEMENT

14. 14
La gestione dei Modelli BIM
Persone
È opportuno accompagnare l’introduzione della metodologia BIM con la definizione di una struttura di Governance che, valorizzando e sviluppando le competenze delle persone,
svolga una serie di attività finalizzate alla digitalizzazione del patrimonio e all’aggiornamento continuo dei modelli in funzione degli eventi caratterizzanti il ciclo di vita degli asset
Persone
Change Management
Digitalizzazione
Modelli Operativi
Modelli Dati BIM
Strumenti IT
FCS
• Aggiornamento dei modelli
digitali sulla base degli interventi
manutentivi (ciclici e non ciclici) e
delle piccole opere di
mantenimento/adeguamento
BIM Office
• Coordinamento dei fornitori
durante le fasi di affidamento
• Controlli informativi e validazione
modelli
• Gestione delle carenze
informative
• Supporto ai progetti realizzativi di
nuove opere e alle attività di
revamping
• Controlli informativi e validazione
modelli
• Formulazione e aggiornamento
degli standard BIM e della
Normativa tecnica (libreria
oggetti e anagrafiche)
Gestione dei modelli BIM e delle relative anagrafiche Gestione dell’Ambiente di Condivisione dei Dati (CDE)
Realizzazione Asset
Operation & Maintenance
Digitalizzazione Patrimonio
Normativa Tecnica
ATTIVITÀ
DI
SUPPORTO
AI
PROCESSI

15. Grazie per l’ascolto
Vittorio.Spinuso@bip-group.com
Vittorio Spinuso
+39 340 223 1007
Piazza San Babila 5
20122 Milano
tel. +39 02 454 1521
Nicola.Maggi@bip-group.com
Nicola Maggi
+39 335 183 0174
Piazza San Babila 5
20122 Milano
tel. +39 02 454 1521