Начиная с голливудского фильма «Аватар» цифровое изображение реальности стало не только определяющим в индустрии. Цифровые близнецы представляют собой виртуальные образы продуктов, услуг или процессов и играют решающую роль на фабрике будущего несколькими способами. «Они меняют и ускоряют весь процесс проектирования. Они также служат для оптимизации производственных процессов и уже позволяют экономически выгодно производить партии наименьшего размера вплоть до количества штук », - говорит доктор Хайнер Ланг, руководитель подразделения автоматизации и электрификации в Bosch Rexroth, рассказывает о преимуществах цифрового близнеца.
Определение: что такое цифровой близнец?
Первоначально цифровой близнец считался реалистичной математической моделью, которая максимально точно отражает поведение реальных систем или служб. Между тем, определение было расширено, чтобы включить имитируемые и видимые динамические трехмерные модели.
Термин «цифровой близнец» в настоящее время определяется как «развивающийся цифровой профиль исторического и текущего поведения физического объекта или процесса, который помогает оптимизировать эффективность бизнеса. Цифровой близнец основан на обширных, кумулятивных измерениях данных в реальном времени, которые проводятся в разных измерениях в реальном мире. (Цитируется по материалам Deloitte Consulting: «Индустрия 4.0 и цифровой близнец - производство соответствует своему уровню». Deloitte University Press, 2017)
Преимущества цифрового близнеца
Цифровой близнец идеально подходит для мониторинга состояния в режиме реального времени, прогнозирующего обслуживания систем на его основе, а также для прогнозов и испытаний, предназначенных для будущих приложений. Они могут быть смоделированы без риска, не подвергая опасности операции. «Цифровые близнецы радикально меняют отрасль. Они делают операции более эффективными и, таким образом, открывают возможности для роста », - подчеркивает Марк Дитрих, менеджер по авиационным программам и пользовательский интерфейс в GE. GE уже использует цифровую технологию близнецов для 800 000 промышленных предприятий по всему миру, и эта тенденция усиливается.
Цифровой близнец растет как живое существо
Питер Шеллер, директор по маркетингу NX в Siemens PLM Software, объясняет, что такое цифровой близнец: «Цифровой близнец - это реалистичное представление о продукте, производстве и производительности. Во всех этих областях он является центральным источником информации для дизайнера и важнейшим условием успешного внедрения цифровизации в компании и открытия новых областей бизнеса ».
По словам Дитриха из GE, системы, информационные технологии и операционные процессы должны работать вместе, чтобы создать цифрового близнеца. «Чем больше параметров описывает это, и чем более своевременными и обширными становятся соответствующие данные, тем четче изображение близнеца становится реальным объектом», - говорит Дитрих. Поэтому цифровой близнец не является статичным элементом, он растет как живое существо и со временем приобретает новые свойства.
строительство
Эффективное проектирование интеллектуальных машин
«Прежде чем производители смогут использовать цифровой близнец, им необходимо внедрить интеллектуальный сетевой процесс разработки и понять, как они могут эффективно управлять своими данными и использовать их», - говорит Стефан Элленридер, старший вице-президент по Центральной Европе и управляющий директор PTC Germany. Для этого процесса разработки, согласно Ellenrieder, данные о продуктах, которые уже доступны, должны быть организованы в виде цифрового определения продукта, продуктов, разработанных для записи требуемых потоков данных, и должна быть обеспечена цифровая последовательность на протяжении всего жизненного цикла для полной прослеживаемости.
Встреча пользователей машиностроения Любой, кто хочет эффективно проектировать интеллектуальные машины, в будущем должен будет полагаться на новые методы, инструменты и концепции. Встреча машиностроительной пользователя обеспечивает ориентацию.
Дополнительная информация: встреча пользователей машиностроения
Цифровой близнец не может существовать без реальных данных
«Цифровому близнецу нужны реальные данные, потому что без него их не было бы. Виртуальная модель подключена к реальному предшественнику с помощью датчиков », - говорит Дарко Сучич, руководитель Центра передовых технологий« Цифровое производство »в Dassault Systèmes. Например, с помощью цифрового близнеца производственного предприятия новые продукты могут быть проверены на эффективность производства, которой (пока) не существует. Все, что нужно, это виртуальная модель продукта и двойник системы.
«Преимущество заключается в том, что поведение нового продукта уже можно протестировать в реальных условиях», - говорит Сучич. Согласно Sucic, основой для этого является центральная платформа, такая как платформа 3D-опыта от Dassault Systèmes, в которую интегрировано мощное программное обеспечение для моделирования. Затем он напрямую обращается к данным проектирования из программы CAD. Это также означает, что препятствия для дизайнера относительно невелики - он работает со знакомыми программами.
Цифровой близнец
Так цифровой близнец меняет мышление дизайнера
«Возможности максимизируются: с помощью 3D Experience Twin можно проверить, например, как свойства различных материалов влияют на требования к пространству, стабильности, геометрии, сохранности и транспортировке», - рассказывает Сучич. Это также позволяет определить критические точки производства, где продукт будет страдать от дефектов качества. Если производственные процессы изменяются, эта информация поступает непосредственно на платформу и, следовательно, автоматически в симуляцию - создается новый двойник.
Это повышает качество продукции и значительно снижает риск отзыва продукции. Поскольку все приложения основаны на одной модели данных на платформе, все данные можно использовать без преобразования. Кроме того, все участники процесса создания стоимости имеют доступ к этим данным в режиме реального времени. «Это создает новые возможности для совместной работы: если разработчик продукта использует программное обеспечение для проектирования Catia, например, для разработки модели, инженер может использовать эти данные в Delmia для планирования производства и процесса. Это экономит время, затраты и оставляет место для инноваций », - говорит Сучич.
Компендиум дизайн машины
Разумный дизайн
Так цифровой близнец меняет производство и логистику
Чтобы оптимально использовать инновационные технологии производства, такие как 3D-печать, инструменты проектирования, такие как оптимизация топологии, должны быть доступны непосредственно в среде проектирования. «Бионические структуры, кости или сотовые узоры, позволяют совершенно новые подходы к дизайну и в то же время обещают улучшенные свойства продукта, такие как снижение веса с повышенной прочностью. Только с помощью цифрового близнеца можно совершить революцию, добиться успеха в разработке новых продуктов для компьютеров и для моделирования », - отмечает директор по маркетингу в Siemens, Scheller. Современный дизайнер найдет всю информацию и инструменты, необходимые для оценки и производства продуктов следующего поколения без создания физического прототипа. Это экономит время и деньги компании.
На фабрике будущего цифровые близнецы производимых продуктов изменят логику производства. «Уже не машины определяют процессы, а продукты», - говорит доктор. Хайнер Ланг из Бош Рексрот. Таким образом, заказ клиента уже создает цифровой близнец. «Например, он подключен к бланку с помощью чипа RFID. Отныне RFID-чип считывается перед каждым этапом обработки, и продукт сообщает машине, что нужно сделать », - описывает сценарий Лэнг.
Как и во многих профессиях, переориентация и дальнейшее обучение необходимы, когда дело доходит до цифрового близнеца. По словам Шеллера, проектировщику нужен цифровой близнец в качестве универсальной модели данных и программного обеспечения для построения, которое уже предоставляет лучшие практики, поддерживает новые производственные процессы и дает ему или ей предложения для выбора. «Опираясь на это, однако, открывает невообразимый потенциал. Важный шаг к реализации стратегии оцифровки », - подчеркивает Шеллер.