Digital Twin și simularea din sectorul de producție

Digital Twin este un model utilizat pentru ghidarea rezultatelor companiei și poate fi implementat în diferite moduri în sectorul de producție. Ca în toate momentele importante din istoria umană, cum ar fi apariția agriculturii și revoluția industrială, Digital Twin și IoT industrial reprezintă o schimbare epocală în producției.

În ritmul susținut al creșterii tehnologice, nu este întotdeauna ușor de imaginat unde va ajunge sectorul de producție cu transformarea digitală, dar o modalitate de a face acest lucru este să înțelegem conceptul de „Digital Twin”, înInternet of Things industriale ( IoT).
Conexiunea IoT oferă sectorului de producție un număr din ce în ce mai mare de modalități de accesare a datelor pe baza senzorilor instalați pe mașini și echipamente industriale. Acesta este motivul pentru o tot mai mare importanță acordată metodelor pentru analiza, gestionarea și controlul datelor.
Cantitatea de date colectate prin monitorizarea unei smart factory poate fi de fapt enormă, dar dacă aceste date nu sunt agregate și organizate astfel încât să sprijine procesul decizional, acestea nu au nici o utilitate.
O metodă, care se dovedește a fi neprețuită pentru echipele de proiectare și asistență pentru clienți, care doresc să utilizeze la maxim datele colectate, este cea a “Digital Twin”.

Ce este Digital Twin?

Digital Twin este o reprezentare virtuală care combină atributele fizice ale unei fabrici, ale unei instalații, ale unui produs sau ale unei componente „reale” în timp real, prin utilizarea de senzori, telecamere și alte tehnici de colectare a datelor.
Cu alte cuvinte, Digital Twin este un model live, utilizat pentru a ghida rezultatele firmei și poate fi implementat în diverse moduri în sectorul de producție:
–    Digital Twin pentru o resursă specifică dintr-o structură
–    Digital Twin pentru o întreagă structură
–    Digital Twin pentru un singur produs sau componentă
Ca în toate momentele importante din istoria umană, cum ar fi apariția agriculturii și revoluția industrială, Digital Twin și IoT industrial reprezintă o schimbare epocală în producției.

Ce se află la baza conceptului de Digital Twin?

Deoarece Digital Twin este în esență un instrument, acesta poate fi aplicat într-un număr aparent nelimitat de scenarii.
La un nivel înalt, Digital Twin și IoT ne permit:

–  Evaluarea deciziilor de producție pe baza analizelor apărute
–  Vizualizarea comportamentul produselor în mediile lor sau folosite de persoane reale, în timp real
–  Conectarea sistemelor/proceselor separate pentru a îmbunătăți monitorizarea
–  Rezolvarea problemelor echipamentelor din locații la distanță, pentru a reduce timpul de rezolvare al incidentelor
–  Controlul proceselor complexe

Digital Twin în producție

Ceea ce face ca Digital Twin (și IoT industriali în general) să fie atât de important este faptul că poate oferi valoare companiilor pe tot parcursul ciclului de viață al producției produsului.
L’impatto della tecnologia Digital Twin può essere classificato in 3 “zone” principali:
–  Producție și proiectare
–  Produse în producție
–  Produse viitoare

Producție & Proiectare

Digital Twin industriali optimizează eficiența prin prevederea avariilor din producției, astfel încât acestea să poată fi reparate înainte de a influența obiectivele producției. Optimizările pot fi simulate prin ajustarea parametrilor de-a lungul liniei de producție “geamănă”, fără riscul de a prejudicia producția. Simulările de succes pot fi apoi aplicate sistemului real.

Mai mult, digital twin al produselor pot fi analizate de către echipele de ingineri pentru a compara comportamentul real al produsului cu cel prevăzut în faza de proiectare. Abaterile comportamentale pot fi evaluate pentru a influența iterațiile viitoare de dezvoltare ale produsului.

Produse în producție

Digital Twin industriali permit punerea în funcțiune și diagnosticarea de la distanță a produselor deja existente în domeniu, reducând costurile cu asistența și îmbunătățind satisfacția clienților.
În cazurile în care este necesar ca un tehnician să interacționeze fizic cu produsul pentru a rezolva o defecțiune, este posibilă diagnosticarea problemei de la distanță, prin intermediul digital twin, astfel încât echipamentul și piesele necesare să fie comandate.
În mod similar, atunci când produsele noi trebuie să fie puse în funcțiune la clienți, configurarea poate fi realizată de personal de la distanță.

Produse viitoare

Pot fi create produse noi datorită cunoașterii comportamentului produselor existente în realitate. Prestațiile și utilizarea de către clienți sunt proiectate în “geamănul” digital, pentru ca apoi să influențeze dezvoltarea produslui și procesului său productiv, cu scopul de a majora profitul și de a satisface clienții și cotele de piață.

Avantaje principale ale tehnologiei Digital Twin în sectorul de producție

Vizualizare

Știm că învățarea și luarea deciziilor de către persoane sunt îmbunătățite prin vizualizare, însă, cu multe dintre procesele de fabricație avansate de azi, nu este întotdeauna ușor să cunoaștem cu exactitate starea fabricii și a mașinii. Iar când datele în direct sunt prezentate managerilor ca grafice, uneori pot părea prea abstracte pentru a forma baza acțiunii. IoT Digital Twin Industrial oferă vizualizări hibride, combinând informațiile vizuale cu date istorice și „live”. Managerii pot deschide capota fiecărei mașini pentru a vizualiza parametrii fizici, cum ar fi anomaliile de uzură și temperatură. Informațiile care nu sunt critice pot fi ascunse pentru a preveni aglomerarea vizuală, dar pot fi reapelate în orice moment. Acest nivel de vizualizare nu era disponibil înainte și îmbunătățește semnificativ capacitatea de a lua decizii în cunoștință de cauză și de a identifica zonele critice, care necesită atenție imediată.

Colaborare

Aspectul vizual permis de Digital Twin se prestează și la un nivel mai bun de colaborare. Distanța fizică față de produsul/sistemul efectiv nu mai împiedică părțile interesate să-și poată monitoriza activitatea și să intervină pentru îmbunătățirea acesteia. Această conectivitate înseamnă că alertele sunt imediat raportate responsabililui, în timp ce erorile umane sunt atenuate prin eliminarea problemelor critice. Digital Twin permite accesul la un grup mai mare de profesioniști decât cel oferit de un atelier. Data scientist, product manager și proiectanții dobândesc o mai bună înțelegere a mașinilor și a procesului de producție în ansamblu. Acest lucru duce la o mai bună proiectare și procese mai eficiente, economisind timp și resurse, în special a celor implicate în prototipuri și testare.

Viitorul conceptului Digital Twin

Viitorul IoT Digital Twin Industrial constă în modul în care va fi utilizat împreună cu alte tehnologii emergente, cum ar fi machine learning, object recognition, analiza acustică, procesarea avansată a semnalului și Natural Language Processing (NLP).
Digital Twin ajută deja companiile să răspundă mai bine necesităților clienților și să se adapteze rapid la noile cerințe ale pieței, însă suntem la începutul drumului și mai avem multe de descoperit.