L'automazione ormai entra a far parte, in maniera diretta o indiretta, della nostra vita quotidiana. Anche nella mobilità di tutti i giorni la componente di automazione si fa sempre più significativa, a partire dal nostro mezzo di trasporto personale o al trasporto pubblico, per poi applicarsi ai sistemi di controllo del traffico, dei pedaggi autostradali ed a tutto ciò che può sostituire l'operatività umana. Tutto questo vale anche per i mezzi di trasporto via mare? Possiamo parlare di automazione navale? Assolutamente si. In molti anni di ricerca e sviluppo abbiamo accumulato parecchia esperienza proprio nel campo dell'automazione della nautica da diporto, in particolare applicata a bordo di motor yacht di grandi dimensioni. Ed anche in questo settore i sistemi di emulazione e digital twin diventano componenti fondamentali sia nel workflow della progettazione e realizzazione, quanto nel virtual commissioning, nella manutenzione predittiva, nell'ottimizzazione delle prestazioni e dell'efficienza, nel training di formazione dell'equipaggio.
AUTOMAZIONE NAVALE NEI MOTOR YACHT
Una imbarcazione a motore di grandi dimensioni (costruzioni di lunghezza superiore ai 50m e di stazza oltre 500 GT) possiede a bordo una quantità di impianti automatici e di sistemi elettronici paragonabile ad un piccolo complesso industriale. A partire dalla generazione e distribuzione dell'energia elettrica, indispensabile per l'operatività di tutto ciò che è presente a bordo, per proseguire con il sistema di propulsione e timoneria, gli impianti di sicurezza, lo stoccaggio del combustibile e delle acque potabili e reflue, il trattamento aria e condizionamento, il controllo di porte e portelloni, l'illuminazione, la security (controllo accessi, telecamere, antifurto...) e molto altro ancora. Si considera automazione navale l'integrazione, il monitoraggio e la cooperazione di tutti questi sistemi.
DIGITAL TWIN IN AUTOMAZIONE NAVALE
l concetto di digital twin, o "gemello digitale", si riferisce alla creazione di una copia virtuale di un oggetto fisico (in questo caso, un motor yacht) che riflette in tempo reale le condizioni operative e le caratteristiche tecniche dell’imbarcazione. Attraverso questa simulazione viene replicato il comportamento reale dello yacht. Nel contesto dei motor yacht, il digital twin consente di simulare in tempo reale lo stato di funzionamento dei componenti critici, i sistemi elettrici, i propulsori e tutti gli impianti di bordo gestiti dal sistema di automazione.
AIUTO NELLA PROGETTAZIONE
Il gemello digitale può essere utilizzato, per esempio, per il dimensionamento dell'impianto di generazione dell'energia elettrica: i progettisti possono simulare consumi energetici e performance in condizioni variabili, confrontando i risultati di scenari differenti, scegliendo di conseguenza la soluzione migliore in termini di efficienza e la sostenibilità. In determinati casi può presentarsi, ad esempio, la convenienza di adottare la propulsione ibrida, scenario che anch'esso può essere nuovamente analizzato apportando le opportune modifiche al modello virtuale. Tutto questo risparmiando sui costi dei prototipi fisici, aumentando l’affidabilità, il risparmio energetico ed il cost effectiveness del design finale, ed impattando anche significativamente sul miglioramento del time to market: fattori che contribuiscono ad un ROI (Return Of Investment) elevato, agente facilitatore importante per l’applicazione di questa nuova tecnologia.
VIRTUAL COMMISSIONING
Successivamente il gemello digitale permette di eseguire il virtual commissioning del sistema di automazione che, durante le lunghe fasi di costruzione dell'imbarcazione, viene interamente collaudato tramite il modello virtuale. Questa fase è cruciale nel consolidamento delle logiche di automazione che possono essere collaudate in qualsiasi condizione simulata, senza necessariamente avere a disposizione le apparecchiature reali.
MANUTENZIONE E TRAINING
Grazie alla simulazione digitale possono essere realizzate applicazioni pratiche di manutenzione proattiva identificando potenziali guasti prima che si verifichino, riducendo così tempi di fermo e costi di riparazione. Ma non solo: le simulazioni atte all’identificazione ed alla risoluzione dei guasti possono essere condotte in completa sicurezza utilizzando il digital twin senza incidere sul normale funzionamento dello yacht e sulla navigazione. Si rende necessaria, altrimenti, la pianificazione di onerose sessioni di prove a mare comunque l’interruzione delle normali attività di navigazione per l’esecuzione di test diagnostici. Tutto questo rientra anche nel programma di formazione dell'equipaggio che, mediante il gemello digitale, può simulare le condizioni di navigazione, imparare a gestire l'imbarcazione in sicurezza e personalizzare i parametri operativi per adattarli alle esigenze del comandante o degli ospiti. Il training del personale, effettuato in tempi rapidi e con modalità efficace è particolarmente importante in questo contesto, in quanto si verifica molto spesso la rotazione di interi equipaggi.
APPROVAZIONE DEI REGISTRI NAVALI
La costruzione di motor yacht deve rispondere a rigorosi standard di sicurezza e affidabilità, definiti dai registri navali, enti di certificazione che regolamentano le norme per la costruzione e l'operatività delle imbarcazioni. I registri navali (come Lloyd’s Register, RINA o Bureau Veritas) hanno il compito di assicurare che le nuove tecnologie installate siano conformi alle normative internazionali e non compromettano la sicurezza e la funzionalità della nave. Quando si introduce un digital twin, ad esempio, è fondamentale che la replica digitale sia accurata e aggiornata, garantendo che i dati trasmessi dai sensori a bordo siano affidabili e in linea con gli standard del registro. In questa circostanza il gemello virtuale virtuale permette di rendere estremamamente efficaci le fasi di FAT e di approvazione dell’automazione, riducendo i tempi e quindi i costi delle prove in mare in presenza dei registri navali.
MIGLIORAMENTO DELL'ESPERIENZA UTENTE
L’adozione del digital twin sui motor yacht rivoluziona l’esperienza degli armatori e degli equipaggi, rendendola più intuitiva, sicura e personalizzata. Grazie a una replica virtuale dell’imbarcazione ed all'utilizzo di strumenti avanzati di realtà aumentata, vengono messe a disposizione informazioni dettagliate sulle condizioni e sulle prestazioni dello yacht. Questo permette di monitorare continuamente parametri come lo stato dei motori, l’efficienza dei consumi e la sicurezza di bordo, ricevendo alert e suggerimenti per migliorare la navigazione.
CONCLUSIONI
L’introduzione di tecnologie avanzate come il digital twin può rivoluzionare la progettazione e la realizzazione di sistemi di automazione anche in settori critici come quello nautico. Questi strumenti non solo consentono una gestione più intuitiva e proattiva dell’imbarcazione, ma aprono anche la strada a yacht più sostenibili e autonomi, sebbene l’adozione di tali innovazioni richieda il superamento di importanti sfide tecniche, economiche e normative. Il futuro della nautica di lusso si prospetta quindi sempre più connesso e intelligente, con un impatto positivo per i costruttori, per gli equipaggi, per gli armatori e, non ultimo, per l’ambiente marino.
Omar Roba
B&B Automation senior SW Engineer
