19.12.2022|Digitizace
Co je digitální dvojče?
Průmyslová výroba čelí stále novým a závažnějším výzvám. Sektor se dlouhodobě potýká s nedostatkem kvalifikovaných pracovníků. Kromě toho se zkrátily životní cykly produktů a zvýšila se rozmanitost variant v menších sériích. Dynamika trhu a měnící se dodavatelské řetězce zároveň vyžadují stále vyšší míru využití strojů, větší transparentnost výroby a schopnost zaměstnanců plnit své úkoly cíleně. V tomto složitém prostředí je koncept digitálního dvojčete vnímán jako světlo naděje. Dostatečně velký důvod k tomu podívat se za hranice reality a odpovědět na otázku: „Co je digitální dvojče?“
Digitální dvojče: Digitální model reálného objektu
Dr.-Ing. Daniel Niederwestberg, Head of Digital Twin in front of the DMU 340 Gantry
Na úvod je třeba zmínit jednu zásadní věc: ve srovnání s lidským chápáním je koncept digitálního dvojčete z technického hlediska nedostačující. Je pravda, že se do značné míry jedná o transformaci skutečné nebo předpokládané reality se všemi jejími detaily a vlastnostmi do digitálního prostoru. Taková digitální kopie by však byla sama o sobě zcela nefunkční, a tím pádem bezcenná.
Digitální dvojče nabývá své hodnoty až prostřednictvím digitálního modelu skutečného objektu a jeho digitálního obrazu. Digitální modely jsou tedy dynamické 3D reprezentace reálného objektu, které je možné použít pro účely simulace a analýzy. Digitální obrazy příslušných reálných komponent zase představují data, která byla zachycena nebo u kterých se bude provádět simulace z těchto modelů. Digitální dvojče dokáže vylepšovat příslušné produkty a procesy nebo předcházet chybám v kontinuální regulační smyčce simulace, analýzy a optimalizace na základě generovaných informací až v okamžiku, kdy jsou k dispozici digitální model a digitální stíny skutečné komponenty.
Zákaznické výhody
Přidaná hodnota může mít celou řadu podob. Například DIGITÁLNÍ DVOJČE DMG MORI nabízí zákazníkům výhody ve třech oblastech:
- Zvýšení počtu produktivně využitých hodin na vřetenu
- Přesun nevýrobních činností, jako jsou procesy záběhu a programování, do virtuálního světa
- Zabránění prostojům z důvodu kolizí
- Snížení nákladů na komponenty
- Zkrácení cyklů díky optimalizaci procesů a transparentnosti nákladových faktorů
- Prevence vadných výrobků díky předchozí simulaci a zjednodušené detekci defektů
- Podpora zaměstnanců
- Snížená incidence defektů díky včasnému školení a případnému průběžnému školení
- Zjednodušení komplikovaných pracovních úkolů díky zvýšené transparentnosti
Realistické zkušební obrábění a školení
V praxi to znamená, že DIGITÁLNÍ DVOJČE DMG MORI lze použít mimo jiné k vývoji požadovaného stroje kompletně ve virtuálním prostředí a k simulaci, analýze a zlepšování jeho schopností pomocí virtuálních řídicích systémů, nástrojů, upínacích nástrojů a obrobků, dokud výsledek nebude splňovat všechny požadavky na inovační výkonnost. Každý stisk klávesy na řídicím systému, každá výměna nástroje, každé upnutí, každý pohyb v ose, každé zatížení vřetena – vše lze digitálně kontrolovat a optimalizovat pomocí digitálního dvojčete. A to ještě předtím, než se začne s výrobou „skutečného“ stroje.
With DMG MORI DIGITAL TWIN, a planned machine can be developed completely in virtual space and its capability simulated, analyzed and improved with virtual controls, tools, clamping devices and workpieces.
Kromě toho mohou zákazníci provést realistické zkušební obrábění svých součástí, zatímco je stroj stále ve výrobě. Mohou zdokonalit CNC programy pro svůj nový stroj a vyškolit své zaměstnance ještě předtím, než bude nainstalován na jejich pracovišti. Po instalaci může stroj svému digitálnímu dvojčeti nepřetržitě odesílat informace o stavu stroje a probíhajících úlohách. Takto získaná data lze použít ke kontinuálnímu zlepšování procesů a provádění podložených provozních a strategických rozhodnutí.
Téměř se zdá, jako by možnosti virtuality končily na hranicích lidské představivosti. Zejména proto, že digitální dvojčata nejsou samotáři, ale dokážou také mezi sebou spolupracovat na základě společné syntaxe a sémantiky. To, co jsme výše uvedli pro stroje, tedy platí v přeneseném smyslu také pro robotizované výrobní buňky nebo automatizované výrobní systémy s libovolným počtem strojů, palet a nástrojů, jakož i pro autonomní transportní systémy a jejich trasy ve skladu.
Jedinou podmínkou je, aby každý prvek systému a každá vlastnost služby nebo procesu byly k dispozici také s přidruženými daty jako připojitelné digitální dvojče. V každém případě platí, že čím více kvalitních informací z minulosti máme a čím podstatnější jsou zjištěná data ze současnosti, tím jsou algoritmy „chytřejší“ a analýzy a odpovědi přesnější. To platí zejména při odhalování incidentů předtím, než skutečně nastanou.
Digital Engineering by DMG MORI
Definice
Co vám, čtenářům, po všech těchto vysvětleních stále schází, je jasná a stručná definice digitálního dvojčete. Pravdou však je, že na jednoznačné definici se neshodla ani vědecká komunita. Samozřejmě vás ale o definice připravit nechceme, takže níže nabízíme výčet těch, které jsme pro vás vyhledali:
Digitální dvojče je virtuální reprezentace fyzického objektu nebo systému, ale není to jen technologická vychytávka. Digitální dvojčata využívají data, strojové učení a internet věcí a pomáhají tak firmám optimalizovat, inovovat a dodávat nové služby.
Web of Things (WoT) Architecture W3C Recommendation. April 2020
Digitální dvojče je virtuální replika fyzické entity nebo systému. Digitální dvojče je mnohem víc než jen snímek, plán či schéma: Je to dynamický simulovaný pohled na fyzický produkt, který je průběžně aktualizován během životního cyklu designu, konstrukce a provozu. Digitální dvojče a příslušný fyzický objekt existují paralelně a vyvíjejí se společně s tím, jak se fyzický produkt vyvíjí a stárne.
Saracco, R. Digital Twins: Bridging Physical Space and Cyberspace
Digitální dvojče je virtuální reprezentace fyzického objektu nebo systému v průběhu jeho životního cyklu, která díky práci s daty v reálném čase pomáhá porozumět současnému stavu, využívá strojové učení a usnadňuje rozhodování.
Mylonas, G.; Kalogeras, A.; Kalogeras, G.; Anagnostopoulos, C.; Alexakos, C.; Munoz, L. Digital Twins from SmartManufacturing to Smart Cities: A Survey 2021
Digitální dvojče je multifyzikální multiškálová pravděpodobnostní simulace komplexního produktu, která využívá nejlepší dostupné fyzické modely, senzory, historii flotily atp., aby odrážela životní cyklus svého reálného ekvivalentu.
Glaessgen, E. H., Stargel D.S., The Digital Twin Paradigm for Future NASA and U.S. Air Force Vehicles», American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2012
Přečtěte si více
Speciální technické články, analýzy a související informace k tématům, která hýbou naším odvětvím.
- Neomezený produktový zážitek – odemkněte si všechna technická data o strojích a brožury k produktům.
- Exkluzivní videa, technické články a příspěvky z blogů, díky nimž proniknete do světa produktů DMG MORI.
- Individuální přístup na další platformy DMG MORI včetně platformy událostí, mediální knihovny a mnoha jiných.
Objevte exkluzivní obsah prostřednictvím Vašeho účtu na DMG MORI.
Aktivujte si přístup k technickým datům nyní
- Neomezený produktový zážitek – odemkněte si všechna technická data o strojích a brožury k produktům.
- Exkluzivní videa, technické články a příspěvky z blogů, díky nimž proniknete do světa produktů DMG MORI.
- Individuální přístup na další platformy DMG MORI včetně platformy událostí, mediální knihovny a mnoha jiných.
Zjistěte více o účtu na DMG MORI.
Aktivujte stahování nyní
Objevte exkluzivní obsah prostřednictvím Vašeho účtu na DMG MORI.
Aktivujte stahování nyní
- Neomezený produktový zážitek – odemkněte si všechna technická data o strojích a brožury k produktům.
- Exkluzivní videa, technické články a příspěvky z blogů, díky nimž proniknete do světa produktů DMG MORI.
- Individuální přístup na další platformy DMG MORI včetně platformy událostí, mediální knihovny a mnoha jiných.
Zjistěte si více o účtu na DMG MORI.
Zaregistrujte se nyní a odemkněte si exkluzivní obsah
Získejte přístup k mnoha digitálním funkcím a službám a mějte přehled o všech důležitých údajích. S centrálním účtem na DMG MORI můžete využívat všech služeb kdykoli, kdekoli a z jakéhokoli zařízení.
- Neomezený produktový zážitek – odemkněte si všechna technická data o strojích a brožury k produktům.
- Exkluzivní videa, technické články a příspěvky z blogů, díky nimž proniknete do světa produktů DMG MORI.
- Individuální přístup na další platformy DMG MORI včetně platformy událostí, mediální knihovny a mnoha jiných.
Zjistěte si více o účtu na DMG MORI.
Přihlaste se a získejte přístup ke svému Share Hub
Odemkněte přístup ke svému centru sdílení a mnoha dalším funkcím a službám. S centrálním účtem DMG MORI můžete využívat všechny služby kdykoli, odkudkoli a z jakéhokoli zařízení.
- Neomezený zážitek z nabídky produktů – odemkněte si všechna technická data strojů a produktové brožury.
- Exkluzivní videa, technické články a články na blogu s podrobným náhledem do světa produktů DMG MORI.
- Personalizovaný přístup k dalším platformám DMG MORI, včetně platformy pro události, knihovny médií a mnoha dalších.
Zjistěte více o účtu DMG MORI.
Aktivovat Historii nyní
- Neomezený produktový zážitek – odemkněte si všechna technická data o strojích a brožury k produktům.
- Exkluzivní videa, technické články a příspěvky z blogů, díky nimž proniknete do světa produktů DMG MORI.
- Individuální přístup na další platformy DMG MORI včetně platformy událostí, mediální knihovny a mnoha jiných.
Zjistěte více o účtu na DMG MORI.
Aktivovat Oblíbené nyní
- Neomezený produktový zážitek – odemkněte si všechna technická data o strojích a brožury k produktům.
- Exkluzivní videa, technické články a příspěvky z blogů, díky nimž proniknete do světa produktů DMG MORI.
- Individuální přístup na další platformy DMG MORI včetně platformy událostí, mediální knihovny a mnoha jiných.
Zjistěte více o účtu na DMG MORI.
Aktivovat Oblíbené nyní
- Neomezený produktový zážitek – odemkněte si všechna technická data o strojích a brožury k produktům.
- Exkluzivní videa, technické články a příspěvky z blogů, díky nimž proniknete do světa produktů DMG MORI.
- Individuální přístup na další platformy DMG MORI včetně platformy událostí, mediální knihovny a mnoha jiných.
Zjistěte více o účtu na DMG MORI.
