Un processo di sviluppo interamente digitalizzato, dalla fase di concezione di un nuovo prodotto a tutto il suo ciclo di vita, con benefici in termini di costi, tempi e rischi: è la rivoluzione del gemello digitale, realizzata grazie all’impiego su larga scala di tecnologie disruptive come il super-calcolo, il cloud-computing e l’intelligenza artificiale. In questo contesto, Leonardo ha sviluppato un paradigma “agile” di digitalizzazione dei processi di design che, attraverso la creazione di un ambiente virtuale basato sul Model Based System Engineering (MBSE), consente di concepire, verificare, “assemblare” e configurare una versione digitale del prodotto.
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Come cambia la progettazione con il gemello digitale
21 maggio 2024
Riprodurre in un ambiente interamente virtuale un oggetto fisico, un intero sistema o un “sistema di sistemi”, con un elevato grado di affidabilità, è il concetto alla base del digital twin, che rappresenta la frontiera più avanzata della digitalizzazione. L’architettura software che rende possibile questo tipo di simulazioni è il meta-simulator, operativo all’interno del PC2Lab di Leonardo a Torino.
Model Based System Engineering
Il Model Based System Engineering è la metodologia di approccio per la modellazione dei sistemi, che consente di creare un modello digitale di un certo sistema e animarlo per osservarne il funzionamento ancor prima della sua realizzazione.
L’ausilio del digital twin risulta fondamentale sin dalla fase di progettazione e design dei sistemi. Permette di sperimentare, elaborare e testare modelli predittivi delle caratteristiche e del comportamento della macchina oggetto di progettazione, con un livello di dettaglio incrementale, per arrivare progressivamente a una rappresentazione assolutamente realistica. Questo procedimento, che include una simulazione molto più precisa rispetto a quella tradizionale, consente di virtualizzare e anticipare la validazione dei sistemi in sviluppo, potendo contare su modelli accurati e affidabili, integrando i contributi di tutti i soggetti che partecipano allo sviluppo, inclusa la filiera di fornitura, in un unico ambiente.
L’innovazione del PC2Lab
Il PC2Lab (Product Capability and Concept Laboratory) di Leonardo è un laboratorio multifunzionale e multi-dominio situato a Torino. Si basa sullo sviluppo e l'integrazione di software, hardware, tecnologie, algoritmi e modelli in un ambiente completamente sintetico (Model Based System Engineering), nel quale vengono sviluppati, simulati e studiati scenari tattici e missioni.
Nato con l’obiettivo di supportare l’area di business Velivoli nella definizione dei nuovi concetti operativi aeronautici, si differenzia dal primo Battle Lab di Leonardo e dai più comuni simulatori di scenari tattici. Rispetto all’approccio tradizionale, infatti, il PC2Lab accoglie all’interno dello scenario simulato componenti virtuali e reali, con un approccio Live Virtual Contructive (LVC), che consente di effettuare dimostrazioni in tempo reale, simulate e reali allo stesso tempo.
Il Leonardo Battle Lab e il programma GCAP
Il Battle Lab è un laboratorio che combina e sistemi fisici, realtà sintetica e immersiva, organizzato su tre componenti primarie: il generatore di scenario, la Smart Chair (riproduzione virtuale del cockpit del velivolo) e la Prototyping Pilot Station (un “powered mockup” del cockpit del velivolo M-346 come istanza di un velivolo da combattimento sul quale condurre sperimentazioni), tutti interconnessi e con la possibilità di collegamento con simulatori e laboratori esterni.
Al suo interno vengono sviluppate le tecnologie abilitanti per lo sviluppo del Global Combat Air Programme (GCAP), programma di collaborazione internazionale che coinvolge Italia, Regno Unito e Giappone con l'ambizione condivisa di sviluppare un sistema aereo di nuova generazione entro il 2035. Definito come “sistema di sistemi”, questo opererà nei cinque domini (aria, terra, mare, spazio e cyber), secondo una struttura stellare nella quale il fighter di nuova generazione sarà la “core platform”, collegata a velivoli gregari senza equipaggio (detti “adjunct”).
Il laboratorio è formato da diverse componenti – la Smart Chair, la Prototyping Pilot Station e il meta-simulator, che si basano su elementi di innovazione e alta tecnologia – e utilizza avanzati algoritmi di AI e le potenzialità del supercomputer davinci-1 per eseguire raffinate simulazioni. Queste consentono di verificare le caratteristiche di un velivolo, già esistente o in corso di definizione, e validarne l’efficacia al ruolo negli scenari operativi nei quali verrà impiegato.