Tajemství digitálních dvojčat |
Autor článku: John Pritchard a Leo Kilfoy | |
Přesuneme-li se ale do dnešní doby, digitální dvojčata jsou již pevně zakořeněna v rozhovorech výrobců, kteří plánují a realizují iniciativy digitální transformace. Stručně řečeno, digitální dvojče je živá digitální replika fyzického objektu nebo systému, která definuje možnosti ve výrobě. S digitálním dvojčetem stroje tak můžete například:
Navzdory velkému zájmu o digitální dvojčata přetrvává ale mnoho nejasností ohledně toho, co digitální dvojče je a jak ho používat. Pochopením konceptu digitálního dvojčete a technologie, která jej umožňuje, se přitom můžete jednoduše ujistit, že investujete do správných nástrojů a využíváte je co nejlépe ke zlepšení svých konstrukčních procesů, strojů a výrobních operací svých zákazníků. Porozumění digitálnímu dvojčetiDigitální dvojče není statický digitální model. V průběhu času se mění stejně jako jeho fyzický protějšek na základě faktorů, jako jsou provozní podmínky a podmínky prostředí. Digitální dvojče se také může učit a na základě historických provozních dat pak může předvídat stav a výkonnost svého fyzického protějšku v čase. Je třeba znát dva typy digitálních dvojčat – fyzikální a datováDigitální dvojče založené na fyzice je analytický model, který je vytvořen na základě prvních principů nebo našeho chápání fungování fyzikálního světa. Pokud zůstaneme u příkladu digitálního dvojčete stroje, dvojče se obvykle vytváří ve fázi návrhu na základě CAD modelu. Začlenění řídicího nebo automatizačního kódu pak může pomoci pochopit, jak se stroj bude chovat v určitých situacích. Díky digitálnímu dvojčeti založenému na fyzice můžete stroj testovat, ladit a ověřovat ještě předtím, než jej postavíte. To může snížit potřebu stavět fyzické prototypy a zkrátit časový plán vývoje. Digitální dvojče založené na fyzice vám také může pomoci dodat lepší stroje úpravou prvků, jako je rychlost, orientace a uspořádání, dokud nedosáhnete optimálního výkonu. V ideálním případě digitální dvojče zahrnuje také další fyzikální prvky, jako je zatížení výrobku a stresové faktory prostředí. To vám může pomoci předpovědět, jak bude stroj fungovat v různých výrobních scénářích a prostředích. Digitální dvojče řízené daty je vytvořeno na základě historických časových řad dat ze senzorů. Je tak ideální pro maximalizaci produktivity provozních prostředků. Digitální dvojče řízené daty může například vytvářet prediktivní modely, které předvídají poruchy stroje dříve, než k nim dojde. Technici pak mohou naplánovat potřebnou údržbu během plánované odstávky. Digitální dvojčata řízená daty můžete dokonce použít k přetáčení a přehrávání výroby, abyste mohli přezkoumat problémy, které se vyskytnou a pomoci zlepšit výkonnost aktiv. Fyzikálně založená a daty řízená dvojčata se vzájemně nevylučují. Můžete je kombinovat pro širokou škálu účelů. Model založený na datech vám může například pomoci kalibrovat model založený na fyzikálních datech, abyste se ujistili, že poskytuje reálná data. Datově řízený model může také poskytnout komplexní vstupy pro fyzikální model. To vám může pomoci provést přetočení a přehrání výrobních problémů nebo otestovat a ověřit výrobní změny před jejich provedením. Jedna společnost dokonce prochází své zakázky těmito kombinovanými modely, aby našla optimální scénáře pro svůj provoz. Fyzikální modely mohou také užitečným způsobem rozšířit modely založené na datech. Mohou trénovat modely založené na datech, když není k dispozici dostatek dat, nebo rozšiřovat mimoměrné podmínky. Mohou tak poskytovat výstup, jako je virtuální údaj ze senzoru, který pomáhá informovat o chování systému. Hledání vhodného nástroje pro vásRostoucí poptávka po digitálních dvojčatech vedla k rozmachu nástrojů pro digitální dvojčata na trhu. Který z nich je pro vás ten pravý? Při hodnocení nástrojů zvažte, jakým způsobem: Podporují způsob práce vašich týmů: Pandemie změnila práci, jak ji známe. Stále více lidí pracuje na dálku, ale stále očekávají, že budou moci spolupracovat se svými týmy a mít přístup k potřebným nástrojům bez ohledu na to, kde se nacházejí. Díky nástrojům digitálního dvojčete, které jsou nyní k dispozici v cloudu spolu s možnostmi návrhu a digitálního inženýrství, mají vaše týmy přístup k nástrojům, které potřebují, bez ohledu na to, kde pracují. Cloudové nástroje mohou také zlepšit spolupráci mezi konstruktéry a dalšími zúčastněnými stranami a zvýšit tak rychlost vašich inovací. Umožňují tak škálovat podle potřeby snadným přidáváním nebo odebíráním uživatelů a výpočetního výkonu podle potřeb projektu. Usnadní vám přístup k poznatkům: Zpřístupnění dat, která potřebujete z vašeho stroje k vytvoření digitálního dvojčete, nemusí být složitý proces. Nejste si jisti, jaká data shromažďovat? Některé nástroje digitálního dvojčete mohou využívat „chytré objekty“ v řídicím systému ke sběru dat o nejběžnějších provozních aspektech, o kterých chcete vědět, například o výrobním tempu stroje, jeho stavu, spotřebě energie a dalších. Software hraniční brány vám pak může dále ušetřit čas a námahu tím, že tato data automaticky připraví a odešle do cloudu. Zjednodušují integrace: Rozšíření rozsahu digitálního dvojčete ze stroje na systém vám pomůže pochopit a optimalizovat provoz na vyšší úrovni. Může to však také vyžadovat použití více nástrojů digitálního dvojčete. Pokud například navrhujete stroj s robotickým montážním ramenem, může být nutné použít jeden nástroj pro vytvoření digitálního dvojčete stroje a jiný pro vytvoření digitálního dvojčete robota. V těchto případech hledejte nástroje, které spolupracují. Poskytovatelé softwaru stále častěji používají standardní rozhraní, která usnadňují výměnu informací mezi nástroji digitálního dvojčete. Někteří z nich dokonce vzájemně spolupracují a vytvářejí ekosystém integrovaných nástrojů, které umožňují kombinovat digitální dvojčata na systémové úrovni bez většího úsilí nebo s minimálním úsilím. Jednoduchý a přístupný nástrojDigitální dvojčata kdysi pomohla vyřešit problémy vesmírného programu v hodnotě několika miliard dolarů. Nyní mohou pomoci konstruktérům i v těch nejmenších strojírenských dílnách řešit konstrukční problémy a optimalizovat všechny aspekty životního cyklu stroje. Technologie digitálních dvojčat může být složitá a skličující, ale nástroje, které ji umožňují využívat, jsou stále jednodušší, snadno použitelné a dostupné odkudkoli. Jinými slovy, méně se zabývejte tím, co je digitální dvojče, a více tím, jak vám může pomoci být lepší. Článek byl původně zveřejněn v Design News www.designnews.com/automation/demystifying-digital-twin.
Mohlo by vás zajímat:
|