Il gemello idraulico rappresenta una svolta nel settore idraulico, offrendo una rappresentazione virtuale di un sistema idraulico fisico. Questa tecnologia, alimentata dall'intelligenza artificiale (IA), sta rivoluzionando la diagnostica e migliorando significativamente le possibilità d'intervento degli idraulici.
Componenti Chiave di un Sistema di Sterzo Idraulico
Un sistema di sterzo idraulico è composto da tre elementi fondamentali:
- Un cilindro che agisce sulla barra (o direttamente sul motore fuoribordo).
- Un tubo che porta l'olio.
- Una pompa manuale (azionata dal volante o dalla barra del volante).
Quando si gira il volante, la pompa dietro di esso manda l'olio al cilindro e lo fa muovere. È comprensibile che il volume della pompa debba essere proporzionale al volume del cilindro. Queste informazioni sono fornite dai produttori. Per esempio, ci sono pompe con una capacità di 20 ml. Ciò significa che un giro del volante invierà 20 ml al cilindro. Se il cilindro ha una capacità di 60 ml. Ci vorranno 3 giri del volantino per andare da una fermata all'altra.
Ovviamente il cilindro deve essere dimensionato in base allo sforzo che deve produrre per far girare lo sterzo. Se si tratta di un fuoribordo, bisogna tener conto della potenza e della coppia del motore. Una forza esercitata dalla rotazione dell'elica. Questo può essere annullato da motori gemelli controrotanti. Per l'inboard shafting, invece, bisogna tener conto dell'area del timone, dell'assetto del timone e della velocità della barca.
I fornitori forniscono grafici e modelli di calcolo per determinare il cilindro giusto per ogni configurazione.
Come Funziona il Gemello Digitale
Il gemello digitale di un prodotto è una fonte preziosissima di informazioni per ingegneri e operatori. Informazioni che vengono ricavate attraverso la combinazione di più tecnologie, dal cloud all’Internet of Things, all’Intelligenza Artificiale.
Il Digital Twin, infatti, è connesso al prodotto fisico attraverso vari sensori posti su aree vitali alla funzionalità dell’oggetto. Questi sensori producono dati su diversi aspetti delle prestazioni dell’oggetto fisico, dalla temperatura, all’energia utilizza/prodotta, alle condizioni meteorologiche e così via.
L’analisi di questi dati, combinata con altre fonti di informazione, permette di capire non solo il comportamento del prodotto, ma anche di predire come il prodotto si comporterà in futuro.
Questo flusso continuo di informazioni permette al gemello digitale di eseguire simulazioni, rilevare e analizzare eventuali problemi di prestazioni del prodotto e studiare possibili miglioramenti.
Vantaggi del Gemello Idraulico
- Manutenzione Predittiva: Prevenire inconvenienti e ridurre i costi di gestione e riparazione.
- Formazione Avanzata: Simulazioni di realtà virtuale (VR) per affinare le abilità pratiche.
- Gestione Ottimizzata dei Ricambi: Monitoraggio dei livelli di inventario e previsione delle necessità di approvvigionamento.
- Sostenibilità: Ottimizzazione dell'uso dell'acqua e riduzione degli sprechi.
Applicazioni del Gemello Idraulico
I gemelli digitali trovano applicazione in vari settori, migliorando l’efficienza operativa, la manutenzione predittiva e l’ottimizzazione delle risorse.
Inizialmente utilizzati per la gestione di singoli asset, i Digital Twin vengono ora utilizzati anche per la gestione di sistemi complessi, come ad esempio gli smart building.
Con lo sviluppo delle tecnologie dell’Industria 4.0, sempre più aziende manifatturiere ricorrono ai gemelli digitali per ottimizzare i processi e i prodotti.
Integrazione con le Smart City
L’integrazione dell’IA con le infrastrutture delle smart city permette una gestione coordinata e sostenibile delle risorse idriche ed energetiche. Dall’ottimizzazione dei consumi idrici alla riduzione degli sprechi, l’intelligenza artificiale contribuisce a rendere più sostenibile anche la climatizzazione degli edifici.
Esempi di Utilizzo
Tesla è un esempio di azienda che ha puntato sulla tecnologia del Digital Twin per migliorare i suoi prodotti e offrire una migliore assistenza ai clienti.
Fincantieri, ad esempio, si è classificata tra le aziende vincitrici del secondo bando del Competence Center Smact proprio con un progetto finalizzato alla creazione di un gemello digitale per ottimizzare e ridurre i costi del processo di costruzione di una nave.
I Digital Twin possono aiutare anche ad efficientare i processi anche nel settore Oil & Gas.
Volanti Multiple e Servosterzo
Uno dei vantaggi del sistema di guida è la facilità con cui si possono installare diverse stazioni di pilotaggio. È sufficiente collegare una pompa a una diramazione (con connettori a T). Questo sarà utile per installare due stazioni di governo su ciascuno degli scafi di un catamarano o mettere una stazione di governo esterna sul fly di un motoscafo in aggiunta alla stazione di governo sotto la timoneria.
Con motori molto grandi, un sistema di servosterzo può anche essere usato per assistere il conducente. In questo caso, una pompa elettrica è collegata al circuito per sostenere i movimenti di guida del pilota. Su un sistema di governo idraulico, un autopilota funziona allo stesso modo con una pompa elettrica direttamente collegata al sistema idraulico.
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