Cyfrowe bliźniaki pomagają zoptymalizować procesy tworzenia wartości dodanej w maszynie i zapewniają płynne działanie od początku do końca. Spotkaliśmy się z Beate Freyer, dyrektor zarządzającą firmy symulacyjnej machineering, aby przyjrzeć się bliżej sposobom wykorzystywania cyfrowych bliźniaków w codziennej eksploatacji.
W jaki sposób cyfrowe bliźniaki mogą usprawnić codzienną eksploatację maszyny?
Beate Freyer: Cyfrowy bliźniak w szafie sterowniczej zapewnia stały dostęp do działającego w czasie rzeczywistym modelu pracującego urządzenia. Wszelkie rozważane zmiany lub optymalizacje można wdrożyć szybko i bezpiecznie. Planowane zmiany można wcześniej wypróbować na cyfrowym bliźniaku. Dopiero po ustaleniu właściwego rozwiązania wszystko jest przenoszone do systemu fizycznego. Oszczędza to nie tylko czas, ale również zmniejsza koszt wykonania tych czynności na samej maszynie.
Jak wygląda praca operatora maszyny z cyfrowym bliźniakiem? Jakie informacje otrzymuje?
Freyer: Cyfrowy bliźniak dostarcza wszystkich danych, których potrzeba, aby utrzymać płynną pracę maszyny przez cały czas. Operator może w prosty sposób przeprowadzić wszystkie procesy maszynowe i obliczyć złożone modele geometryczne. Można je wszystkie przetestować wirtualnie, a następnie przenieść na prawdziwą maszynę. A to oznacza, że nie trzeba się obawiać żadnych nieprzyjemnych niespodzianek. Co więcej, można nawet zajrzeć w przyszłość i zobaczyć potencjalne kolizje, co pozwala w porę podjąć działania mające na celu ich uniknięcie.
A jak cyfrowy bliźniak trafia do szafy sterowniczej?
Freyer: Dzięki naszemu rozwiązaniu operator maszyny otrzymuje wraz z nową maszyną coś, co nazywamy skrzynką cyfrowego bliźniaka (Digital Twin Box). Skrzynka zawiera wszystkie istotne dane dotyczące maszyny. Zaraz po uruchomieniu prawdziwej linii uruchomiony zostaje również jej cyfrowy bliźniak – wirtualna, zasilana bieżącymi danymi operacyjnymi kopia tego, co dzieje się na hali produkcyjnej w czasie rzeczywistym. Można ją zatem zintegrować z dowolnym standardowym systemem produkcyjnym.
Czy zatem cyfrowy bliźniak jest zawsze przeznaczony tylko dla pojedynczej maszyny, czy też może przynieść korzyści również dla całego zakładu?
Freyer: Z całą pewnością to drugie. W przypadku zakładów z wieloma połączonymi liniami można wykorzystać dane z maszyn i procesów do stworzenia obrazu procesu do celów analizy. Aby to umożliwić, dane o stanie są wymieniane w sposób ciągły pomiędzy rzeczywistymi maszynami i ich cyfrowymi bliźniakami podczas pracy. Operator otrzymuje ogólny wgląd w procesy produkcyjne i może porównać kluczowe parametry wirtualnego zakładu z rzeczywistymi. Może na przykład szybko przeglądać kolejne etapy procesu lub tworzyć prognozy dotyczące zużycia materiałów i przestojów. Czasy buforowania, poziomy zapasów i poziomy wykorzystania maszyn mogą być również przeglądane i optymalizowane w czasie rzeczywistym.
Cyfrowy bliźniak
Cyfrowe bliźniaki bazują na modelach symulacyjnych, którym przypisano wszystkie cechy i funkcje prawdziwej maszyny – od fizycznych właściwości użytych materiałów aż do czujników maszyny, a także wszystkich ruchów i właściwości dynamicznych rzeczywistej maszyny. Niewydolność i awarie mogą być wcześnie zidentyfikowane i skorygowane w celu optymalizacji dyspozycyjności i wydajności maszyny.