Meglio tardi che mai. C’è stato bisogno non solo della tragedia del Ponte Morandi – ma anche di tutto quello che è venuto dopo – per costringere Autostrade per l’Italia a dotarsi di un moderno sistema di monitoraggio delle infrastrutture, basato su digital twin, intelligenza artificiale, IoT e quanto di meglio la tecnologia 4.0 è in grado di offrire. Si chiama Argo ed è realizzato da Ibm per la parte software e Fincantieri NexTech per la parte hardware e di impiantistica. Ecco, in dettaglio, tecnologie e sistemi impiegati. «Era il marzo del 2019 e quello di cui avevamo bisogno era la certezza del dato», spiega Roberto Tomasi, ad di Autostrade per l’Italia (Aspi). «Abbiamo impostato l’intero piano industriale al 2038 su queste basi. Ma per poter realizzare obiettivi ambiziosi come quelli che ci poniamo, bisogna aggregare le competenze che ci sono nel sistema Paese, aprirsi per trovare partner di valore».
Partner che il gestore della rete ha trovato, sul fronte tecnologico in Ibm – per la parte software – e in Fincantieri NexTech per l’hardware. Tomasi insieme a Enrico Cereda (ad di Ibm Italia) e a Giuseppe Bono (ad di Fincantieri) ha presentato il progetto, insieme ai vertici delle divisioni tech di gruppo che si sono occupati dello sviluppo. Autostrade Tech, la controllata tecnologica del gruppo, è titolare dell’investimento complessivo (60 milioni di euro e nessun effetto sull’incremento tariffario, assicura l’ad, e ci mancherebbe altro). L’obiettivo finale è mettere a disposizione per altri segmenti di mercato e altre geografie l’avveniristico sistema di controllo, anche con ulteriore sviluppo ad hoc. Conferma l’ad di Ibm Italia Enrico Cereda che «la volontà sia proprio quella di far leva su questo asset e portarlo anche su altri mercati. Possiamo essere un veicolo, essendo presenti in 160 paesi nel mondo».
Perché nasce Argo: un quadro conoscitivo profondo come punto di partenza per investimenti di manutenzione
«Abbiamo opere vecchie di 80 anni – dice Tomasi – dobbiamo proiettare la sua vita utile per i prossimi 50 anni. Ci vuole investimento e non solo manutenzione per fare questa operazione. Ma la conditio sine qua non è il possesso di un quadro conoscitivo profondo, che miriamo ad avere nel giro di due o tre anni con l’implementazione del sistema su tutta la rete. È la base per avviare il progetto di ammodernamento del Paese. Che richiede anche un nuovo paradigma della mobilità improntato a principi diversi da quelli del passato, in primo luogo alla sostenibilità». Questo è possibile solo con la tecnologia. «La capacità tecnologica, insieme a quella ingegneristica, rappresentata dalla controllata Austrade Tech e dalla capacità del fare (per realizzare infrastrutture dobbiamo avere un sistema di appalti che funzioni) sono i tratti caratteristici che ci consentono di realizzare questa idea». Per farlo Autostrade intende investire 14,5 miliardi di euro in 10 anni. «Gestire le infrastrutture senza un sistema evoluto sarebbe una velleità».
Fincantieri Nextech utilizza tecnologie e know how sperimentate per l’Itc delle navi da crociera
La tecnologia, di cui Fincantieri NexTech in questo progetto è il maggior fornitore (per la parte di droni, di IoT e modellazione digitale 3D), come vedremo più avanti nel racconto, è cruciale. «Una nave da crociera – spiega Giuseppe Bono (ad di Fincantieri) – è un sistema complesso, che porta 7mila persone che cambiano sempre. Costruiamo una nave o un aereo con protocolli che sono stabiliti a livello internazionale: la tecnologia ci aiuta a progettare il protocollo di realizzazione delle opere con la simulazione. Ogni segmento della nave può essere simulato in ambiente virtuale, contribuendo a elaborare subito le modifiche. Allo stesso modo individuare eventuali falle nella produzione senza tecnologia è praticamente impossibile. Il che non significa che le competenze umane verranno meno, perché saranno sempre cruciali. Anzi, in questo contesto così particolare, mi pregio di suggerire che in tutti i sistemi complessi forse qualche laureato in fisica o matematica o filosofia in più e qualche ingegnere in meno sarebbe utile». La piattaforma di monitoraggio utilizzerà infine l’intelligenza artificiale di Ibm. «Le tecnologie come l’intelligenza artificiale possono aiutarci ad affrontare buona parte delle sfide di trasformazione che stiamo vivendo, assistendo gli operatori nella gestione più efficiente delle infrastrutture civili – secondo Cereda – L’obiettivo del progetto di cui parliamo è supportare operatori e professionisti nel prendere decisioni migliori, più efficaci ed efficienti. Per quanto ci riguarda, la piattaforma è basata su Ibm Maximo Application Suite: continueremo a farla evolvere con Ibm Research, oltre che con partner strategici specializzati nell’ingegneria delle infrastrutture civili. L’obiettivo è diventare sempre più potenti nell’individuazione dei guasti e nella valutazione del rischio».
La piattaforma Argo in dettaglio: come funziona
Dal punto di vista tecnico, racconta il funzionamento di Argo Lorenzo Rossi, ad di Autostrade Tech, il braccio Tech di autostrade, su cui si fonda la trasformazione digitale della società. «Secondo le linee guida del Consiglio superiore dei lavori pubblici ci sono due fasi da eseguire, ispezione e monitoraggio. Argo le indirizza entrambe. L’ispezione viene svolta in maniera approfondita annualmente e più leggera ogni trimestre. Per ogni opera, per esempio un viadotto, si parte dalla costruzione di un inventario digitale dell’opera. L’opera si scompone in tutti i suoi elementi, fino alla trave, che vengono inseriti in un database. Quindi viene creato un modello 3d semplificato dell’infrastruttura». L’ispezione avviene via tablet su questo modello: «l’ispettore deve visualizzare il difetto e identificare l’elemento a cui il difetto è associato. Quindi lo cataloga attraverso un menu a tendina, secondo un criterio oggettivo. L’ispezione è stata completamente digitalizzata. Dalla settimana prossima questo sistema sarà applicato su 430 opere della rete e entro fine anno su 1950 ponti e viadotti e 200 gallerie. Nelle prossime settimane inoltre implementeremo anche la seconda fase, quella del monitoraggio».
I dati vengono raccolti attraverso un drone, che effettua la scansione laser del ponte, trasformandolo in milioni di punti georeferenziati nello spazio. Continua Rossi: «Ogni punto di questo oggetto è un punto dello spazio: e con la nuvola di punti creiamo il gemello digitale dell’infrastruttura. Nel momento in cui individuiamo un difetto lavoriamo sulla nuova di punti con precisione millimetrica. Possiamo confrontare il difetto in quel punto nella sua evoluzione nel tempo. L’Ai ci aiuta con algoritmi che apprendono e possono classificare i difetti con le stesse voci del menu a tendina, aiutando l’ispettore a confrontarli e seguirli. Infine ci avvaliamo di sistemi di peso dinamico per valutare le sollecitazioni dei viadotti mentre i veicoli li attraversano. Nel 2021 applicheremo il sistema a 587 gallerie ma nel biennio successivo lo estenderemo a 2mila sottopassi oltre 8mila opere idrauliche e alle barriere di sicurezza».
Un archivio digitale delle infrastrutture collegato con il Ministero
Si costruirà grazie alla piattaforma un vero e proprio archivio digitale, che raccoglie informazioni classificate per tipologia e consultabili attraverso una app per un’adeguata fruibilità sul campo.
«Ibm ha costruito il database sottostante – spiega Andrea Boccotti, leader Iot e Industry 4.0 di Ibm Italia – ci siamo occupati della raccolta delle informazioni e della definizione di una gerarchia delle opere: rappresentare le 650mila componenti di un ponte in una base dati non è banale. Il sistema garantisce assoluta trasparenza delle informazioni, costante aggiornamento ed è collegato nativamente con l’Archivio informatico nazionale delle Opere pubbliche (Ainop) del Ministero delle Infrastrutture. Attraverso questo sistema abbiamo definito un processo di ispezione che guida l’operatore nei passi da compiere e lo controlla anche perché il processo prevede che l’ispezione non può essere completata se tutte le componenti non sono stati valutate. Infine, il sistema è in grado di produrre la storia di ogni singolo difetto per ogni singolo componente di ciascuna opera della rete».
Quanto a Fincatieri NexTech, il direttore centrale operativo Giancarlo Cicalini spiega come questo progetto rappresenti il momento in cui le tecnologie che il braccio hi-tech di Fincantieri ha sviluppato per il mondo della difesa siano traslate nel mondo civile. «In particolare l’analisi di scenario e la cybersecurity: ci occupiamo nel processo descritto dei rilevi fatti con i droni e della raccolta dei dati via sensore. Nello specifico, il drone è un aeromobile modificato in termini di propulsione e autonomia, per realizzare un nuovo modello di ispezione». Con questi mezzi sarà possibile creare una rete di sensori mobili che vadano a posizionarsi dove il progetto di rete richieda. «È un nuovo modello industriale per l’ispezione e il monitoraggio. E la filosofia che c’è dietro è improntata all’uso dell’industrial Iot per garantire sicurezza logica del dato, affidabilità e soprattutto indipendenza tecnologica. Questo ci consente di avere una piattaforma di acquisizione dei dati end to end, dalla partenza dal campo all’arrivo, cybersicura. Il dato deve essere verificato, controllato e memorizzato, per poi essere elaborato da Ai», dice Cicalini.
Le tecnologie messe a disposizione da Fincantieri NexTech, mai impiegate finora sulle reti autostradali italiane, sono ciò che consentono la possibilità di analizzare un’opera attraverso un “gemello digitale” tridimensionale.
Il prossimo passo sarà sperimentare, a livello scientifico, nuovi modelli, algoritmi e parametri in tema di sicurezza delle infrastrutture. A tale scopo è stato costituito da Autostrade Tech un Comitato Tecnico-Scientifico, al quale partecipano le Università politecniche di Trento, Torino, Roma, Napoli e Milano, che ha il compito di coordinare tali attività sperimentali, definendo nuove procedure operative che saranno in seguito concordate con il Mit. Alla conquista del mondo.
Argo, il sistema di Ibm e Fincantieri Nextech per il monitoraggio elettronico di tutte le infrastrutture di Autostrade from Italia Meccatronica on Vimeo.
(Ripubblicazione dell’articolo pubblicato il 24 novembre 2020)
