Valósághű modellezés – a digitális ikrek

Történet

A bonyolult feladatok végrehajtásához az emberek már évszázadok óta használják a modellezést. Hosszú ideig a papír és a ceruza jelentette a teljes eszköztárunkat, és egész városok épültek úgy, hogy vázlatos vonalakként kezdték egy tervrajzon.

Aztán idővel fejlődött a technológia, és a papírt leváltották a számítógépek, a 2D-s modellezést pedig a 3D-s. Ezek a fejlett rendszerek már szimulálni tudták a geometriáját és a mozgását is különböző objektumoknak, azonban mégsem tudták visszaadni teljesen hűen a valóságot.

Ez egészen a közelmúltig egy átugorhatatlannak látszó szakadékot képezett modell és valóság között mert a valóságban két legyártott elem akkor sem tökéletesen egyforma, ha ugyanazon terv alapján ugyanaz a gép gyártja őket, és ami még fontosabb: a számítógépes modellek nem tudták lekövetni a működésből adódó elhasználódást, kopást és egyéb változásokat a modellezett rendszerben.

Az Ipar 4.0-s technológiák alkalmazásával képesek vagyunk átugorni ezt a szakadékot. A mesterséges intelligencia, a dolgok internete, a Big Data elemzés és a virtuális valóság ötvözéséből megszületett a technológia, amit úgy neveznek: digitális ikrek.

Hogyan működik

Ma már szinte nincs olyan kütyünk, ami ne lenne ellátva különböző szenzorokkal, és ez a trend az ipari gépeknél is egyre jellemzőbb. A szenzorokból kinyert adatok és a hálózati technológiák fejlődése lehetővé teszi, hogy a korábban offline fizikai eszközöket összekapcsoljuk a digitális modellekkel, ily módon a fizikai tárgy által tapasztalt változások a digitális modellben is tükröződnek, létrehozva a fizikai tárgy tökéletes „digitális ikerpárját”.

Felhasználási területei

A digitális ikrek lehetőségeinek határai még jelenleg is feltérképezés alatt állnak, azonban az hatalmas nagyvállalati érdeklődés miatt az előrejelzések szerint akár évi 38%-os növekedési ráta mellett 2025-re a piaca átlépi a 26 milliárd dolláros forgalmat az USA-ban. Az egészségügyet, az ipart, a tudományt, az e-kereskedelmet, az energiaszektort, a logisztikát és számos más iparágat is támogat a tervezésben, vizualizációban, szimulációban és ezáltal a hatékonyabb kivitelezésben, így a jövő egyik meghatározó technológiai innovációjáról beszélhetünk.

Értékteremtés

A digitális ikreket különböző módokon lehet felhasználni egy termék, folyamat vagy épp vállalkozás értékének növelésére:

Vizualizáció és szimuláció

Egy eszköz állapotának azonnali megjelenítése a digitális ikertestvérén keresztül rendkívül értékes tud lenni, különösen akkor, ha ez az eszköz olyan helyen van, ami elérhetetlen vagy nagyon nehezen megközelíthető. Ez lehet akár egy tengeralatti vezetékrendszer, egy műhold, vagy egy erőműben található ipari berendezés. A technológia lehetővé teszi a gyártók számára, hogy figyelemmel kísérjék, diagnosztizálják és optimalizálják eszközeiket távolról, segítve ezzel a rendelkezésre állást és a szervizköltségek csökkentését.

Diagnosztika és előrejelzés

A digitális iker a hibaelhárításban is új távlatokat nyit. Alkalmazásával olyan adatok is a rendelkezésünkre állnak, amelyeket a fizikai eszközön nem lehet közvetlenül megmérni, mint például az eszköz belsejében keletkező információk. A digitális iker összekapcsolva egy olyan gépi tanulást és prediktív analitikát alkalmazó diagnosztikai szoftverrel, mint a CytroConnect Solutions, képessé válik a vizsgált berendezés teljeskörű modellezésén túl előre jelezni a gép meghibásodását akár hetekkel annak megtörténte előtt.

Digitális ikrek az intralogisztikában

A digitális ikrek jelentős hatással lehetnek a logisztikai infrastruktúra - például a raktárak és elosztóközpontok - kialakítására, működtetésére és optimalizálására. Ezek a digitális ikrek kombinálják magának a létesítménynek a 3D-s modelljét a csatlakoztatott raktárplatformokon gyűjtött IoT-adatokkal, valamint a készlet- és működési adatokkal, beleértve az egyes tételek méretét, mennyiségét, helyét és keresleti jellemzőit.

A raktárak digitális ikrei támogathatják az új létesítmények tervezését és elrendezését, lehetővé téve a vállalatok számára a helykihasználás tökéletesítését és a termékek, a személyzet, valamint az anyagmozgató berendezések mozgásának szimulálását. A raktári műveletek során a digitális iker folyamatosan frissíthető a raktárakban egyre elterjedtebbé váló különböző automatizálási technológiákból származó adatokkal. Ezek közé tartoznak az önvezető járművek, az árufelszedő rendszerek, valamint az automatizált raktározási és kitárolási berendezések. A digitális ikrek lehetővé teszik ezen automatizálási rendszerek teljesítményének további javítását is, például az érzékelőadatok, a szimulációs és felügyeleti technológiák felhasználásával, az energiafogyasztás csökkentése érdekében, a szükséges teljesítményszintek fenntartása mellett.

Az átfogó 3D létesítményadatok a raktári személyzet termelékenységének növelésére is felhasználhatók. A vállalatok például virtuális valóságot használó képzési eszközöket vagy kiterjesztett valóságot használó komissiózási rendszereket alkalmazhatnak olyan viselhető eszközökkel, mint a Microsoft HoloLens – amit a Bosch Rexroth is alkalmaz már képzései során.