Průmyslová výroba čelí novým a rostoucím výzvám. Nedostatek dobře vyškolených odborníků je všudypřítomný. Současně se životní cyklus mnoha výrobků stále zkracuje a zároveň se zvyšuje počet variant a velikost šarží. Dynamika trhů a měnící se dodavatelské řetězce navíc vyžadují stále vyšší využití CNC strojů, větší transparentnost procesů a schopnost zaměstnanců cíleně plnit své úkoly. V tomto složitém prostředí je koncept digitálního dvojčete velkou nadějí. Umožňuje virtuálně simulovat fyzické objekty, stroje a systémy a využívat data ze senzorů v reálném čase mimo jiné ke zlepšení rozhodování. Co přesně ale digitální dvojče je a jak může pomoci optimalizovat procesy v moderní výrobě?
Z technického hlediska je koncept digitálního dvojčete nedostatečný. Cílem je sice přenést realitu fyzického objektu se všemi jeho detaily a vlastnostmi do digitálního prostoru, ale takový digitální obraz by sám o sobě neměl žádnou další funkci, a byl by tedy bezcenný.
Digitální dvojče: Digitální model skutečného objektu
Digitální dvojče se stává skutečně užitečným pouze díky digitálnímu modelu skutečného objektu a jeho digitálnímu stínu. Digitální model je dynamická 3D reprezentace skutečného objektu, kterou lze použít pro simulace a analýzy. Související digitální stín příslušné reálné součásti představuje data, která se z tohoto modelu shromažďují nebo mají být simulována. Pouze díky kombinaci modelu a stínu je digitální dvojče schopno zlepšovat výrobky a procesy a předcházet chybám v nepřetržitém cyklu simulací, analýz a optimalizací na základě získaných informací.
Průmyslové aplikace
V průmyslu lze digitální dvojčata používat v různých fázích životního cyklu výrobku nebo jednotlivých komponent. Mezi možné aplikace v oblasti obráběcích strojů a výroby patří např.
- Virtuální hodnocení a ověřování
- Iterativní optimalizace
- Monitorování v reálném čase
- Správa strojů a systémů
- Řízení výroby a výroby
- Monitorování stavu
- Prediktivní údržba
- Detekce a diagnostika poruch
- Předpověď výkonu stroje a systému
Výhody pro zákazníky při používání DMG MORI DIGITAL TWIN
Výhod používání digitálního dvojčete je celá řada. Na příkladu DMG MORI DIGITAL TWIN lze výhody pro zákazníky rozdělit do tří oblastí:
Zvýšení produktivních hodin vřeten
- Přesun neproduktivních činností, jako je běhání a programování, do virtuálního světa.
- Eliminace prostojů stroje z důvodu kolizí
Snížení nákladů na komponenty
- Zkrácení doby cyklu díky optimalizaci procesů a viditelnosti nákladových faktorů.
- Eliminace zmetků díky předběžné simulaci a zjednodušenému řešení problémů
Posílení postavení zaměstnanců
- Snížení chybovosti prostřednictvím včasného a v případě potřeby průběžného školení.
- Zjednodušit pochopení složitých úkolů díky větší transparentnosti
Vývoj virtuálního vesmírného stroje
S DMG MORI DIGITAL TWIN lze nový stroj vyvinout zcela ve virtuálním světě. Jeho funkce a schopnosti jsou simulovány, analyzovány a optimalizovány pomocí virtuálních řízení, nástrojů, přípravků a obrobků, dokud výsledek nesplní všechna očekávání inovace. Každý krok - od stisknutí tlačítka na ovládání a výměny nástrojů až po různé upínací situace, pohyby os a zatížení vřetena - lze digitálně prověřit a nastavit pomocí a na digitálním dvojčeti. To vše se provádí ještě předtím, než je "skutečný" stroj vůbec uveden do výroby.
Reálné zkušební obrábění součástí
Zákazníci mohou pomocí Digital Twin provádět realistické zkušební obrábění svých součástí, zatímco jejich CNC stroj je stále ve výrobě. Mohou zdokonalovat CNC programy pro nový stroj a školit své operátory dlouho předtím, než je stroj instalován v jejich vlastním zařízení. Jakmile je stroj nainstalován, nepřetržitě přenáší informace o svém stavu a aktuálních úlohách do svého digitálního dvojčete. Tato data následně pomáhají průběžně zlepšovat procesy a přijímat informovaná rozhodnutí.
Digitální dvojčata nejsou samotáři. Komunikují a spolupracují na základě společného jazyka a struktury. To platí nejen pro jednotlivé stroje, ale také pro robotické výrobní buňky nebo automatizované výrobní systémy s více stroji, paletami a nástroji, stejně jako autonomní dopravní systémy a jejich trasy v rámci podniku.
Jediným požadavkem je, aby každý prvek systému a každá charakteristika služby nebo procesu byly propojeny s přidruženými daty jako digitální dvojče. Čím více a kvalitnějších informací z minulosti je k dispozici a čím komplexnější jsou aktuální data, tím "chytřejší" jsou algoritmy. Díky tomu je analýza přesnější a odpovědi přesnější. To je obzvláště důležité, pokud jde o předvídání událostí dříve, než k nim dojde v reálném světě.
Definice digitálního dvojčete: hlasy vědecké komunity
Po všech těchto vysvětleních vás možná stále zajímá, jak jasně a stručně definovat pojem digitální dvojče. Ani akademická obec zatím nepřišla s jedinou jednoznačnou definicí a existují různé přístupy k vysvětlení tohoto pojmu. Zde jsou některé z definic, o které bychom se s vámi rádi podělili: