Digital twins for maintenance servitization : systematic literature review and gap analysis

The manufacturing industry has been undergoing several changes during the past few years, due to the development and emergence of Industry 4.0 technologies and new business models. On the one side, the development of the servitization business model introduced a new way to do business. As a matter of fact, manufacturing companies have been shifting their product-based offer to a service-based one. On the other side, the development of digital manufacturing introduced new incredible technologies such as the Digital Twin. Additionally, over time, companies have been starting considering maintenance as a core function of their business, leading to the state-of-the-art of scientific knowledge. The result is that, from the combination of these trends, a new offer has been developed: Digital Twins for maintenance servitization. The purpose of this work is to define the three above-mentioned concepts, and develop a Systematic Literature Review of the current state-of-art of the applications of Digital Twins for maintenance servitization. Moreover, a gap analysis is developed underlining the main gaps that there are, thus preventing a full implementation of Digital Twins in this field. The results show that there are still relevant issues that need to be addressed and they can be ascribed to the lack of a complete bidirectional synchronization, data management, cybersecurity, engineering complexity, and organizational challenges.

Il settore manifatturiero ha subito numerosi cambiamenti negli ultimi anni, a causa dello sviluppo e della progressiva affermazione delle tecnologie legate al concetto di Industria 4.0 e di nuovi modelli di business. Da un lato, il processo di graduale servitizzazione del business ha introdotto un nuovo modo di concepire gli affari. Difatti, le aziende manifatturiere hanno iniziato a trasformare la loro offerta, tradizionalmente basata sulla vendita di prodotti, in un business focalizzato sull’erogazione di servizi, in cui il prodotto fisico perde rilevanza. Dall’altro, la trasformazione digitale dell’industria manifatturiera ha portato all’introduzione di nuove tecnologie, come il Digital Twin. Inoltre, negli anni, le aziende si sono rese conto dell’importanza dei processi di manutenzione, tanto da considerare la manutenzione come una delle loro funzioni principali. Il risultato della combinazione di queste tendenze ha comportato lo sviluppo di una nuova offerta: l’applicazione del Digital Twin per la servitizzazione della manutenzione. L’obiettivo di questo elaborato consiste nel definire i tre concetti sopracitati e sviluppare una revisione sistematica della letteratura relativa all’attuale stato dell’arte dell’applicazione del Digital Twin per la servitizzazione della manutenzione. Inoltre, è stata effettuata una gap analysis per evidenziare le principali lacune che impediscono la completa implementazione dei Digital Twin in questo campo. I risultati mostrano che ci sono ancora notevoli problemi da affrontare, che possono essere ascritti alla mancanza di una completa sincronizzazione bidirezionale tra parte fisica e digitale nel Digital Twin, alla gestione dei dati, alla sicurezza digitale, alla complessità ingegneristica, e alle difficoltà organizzative.