rozšírené vyhľadávanie
SK | EN | CZ
SúvisiaceNovinky

Digitálne dvojča

V posledných desaťročiach sa simulácia vyvinula z nástroja, ktorý bol obmedzený na veľmi špecifické témy na štandardný nástroj. Tento nástroj inžinieri bežne používajú pri projektových rozhodnutiach, overení a skúšaní komponentov alebo dokonca pri návrhu kompletných systémov. Využívanie simulácie sa posledné roky vyvíja vďaka Industry 4.0. Využívanie kyberneticko-fyzických systémov vo výrobných systémoch ponúka nové možnosti, ako napríklad vytvoriť kópiu skutočného procesu v digitálnom svete vďaka výpočtom, komunikačným a kontrolným schopnostiam.
Koncepcia digitálneho dvojčaťa sa vyvinula z dvojice hardvéru, ktorá bola vyvinutá v programe Apollo spoločnosti NASA. Spomínaný program pozostával z dvoch identických vesmírnych vozidiel. Počas vesmírnej misie jedno vozidlo zostalo na Zemi, zatiaľ čo druhé letelo 
do vesmíru. Pozemné vozidlo nepretržite odrážalo letové podmienky orbitálneho vozidla, aby experti pracujúci na Zemi mohli lepšie pomáhať astronautom na obežnej dráhe. Od začiatku Industry 4.0 sa digitálne dvojčatá využívajú stále viac a prikladá sa im stále väčšia dôležitosť v priemysle.  Digitálne dvojča umožňuje lepšie pochopenie a predpovedanie výkonu výrobných strojov, výrobného toku a štruktúry nákladov. Koncepcia zhromažďuje údaje z reálneho systému, aby boli informácie reprezentované v reálnom čase a kombinuje informácie z reálnych a virtuálnych kompozícií. Je to v podstate viacrozmerná, pravdepodobnostná simulácia komplexného produktu a využíva najlepšie dostupné fyzikálne modely, dáta zo senzorov atď., aby odrážali život zodpovedajúcich dvojičiek. Vybudovaním digitálneho dvojitého systému, ktorý integruje výrobný proces, je možné účinne zvýšiť efektívnosť od návrhu výrobku, plánovania výroby až po realizáciu výroby.

Úrovne Digitálnych dvojčiat

Za digitálne dvojča je možné považovať malé zariadenie, výrobnú linku, ale aj veľkú dielňu alebo dokonca celú fabriku. Z hľadiska výroby je teda možné digitálne dvojča rozdeliť 
do troch úrovní (obr. 1):
  • úroveň jednotky,
  • systémová úroveň,
  • úroveň komplexného systému.

Obr. 1 – vizualizácia jednotlivých úrovní Digitálnych dvojčiat.

Konceptuálny model

Digitálne dvojča predstavuje nový, ale stále nejasný koncept. V tejto časti je zobrazený 
(obr. 2) a popísaný koncepčný model na lepšie porozumenie fungovania. 

Obr. 2 – koncepčný model digitálneho dvojčaťa.

Kontinuálna synchronizácia medzi reálnym závodom a jeho digitálnym náprotivkom je zabezpečená konštantným zrkadlením oboch strán, čo vedie k viacerým výhodám. Synchronizácia sa realizuje pomocou dvoch dátových tokov. Prvý (zľava doprava) predstavuje tok údajov sledovaných v reálnom čase a zahŕňa všetky fyzikálne premenné, ktoré sú snímané na úrovni výrobnej haly. Snímače sú pripojené k rôznym fyzickým komponentom závodu (napr. stroje, automatizačné systémy, dopravníky atď.) Nazbierané informácie sú prenášané s vysokou frekvenciou smerom k digitálnemu dvojčaťu. Naopak, druhý tok (sprava doľava) zahŕňa akcie, ktoré sa majú vykonať v reálnom čase. Spomínané akcie predstavujú spätnú väzbu z digitálneho priestoru do reálnej prevádzky (napr. vykonanie riadiacich algoritmov). Okrem toho je generovaná nízkofrekvenčná vlna vracajúca sa späť do výrobnej haly (modrá šípka v hornej časti), ktorá implementuje všetky strategické rozhodnutia z riadenia spoločnosti a vytvára dlhodobé prínosy s riadnym návratom investícií počas celého životného cyklu závodu. Znalostný model, ktorý sa opiera o digitálny náprotivok továrne (pravá časť obrázku), sa skladá z troch blokov. Logická schéma súčastí digitálneho dvojčaťa predstavuje formálne znázornenie komponentu použitého vo fabrike, tzn. abstraktná charakterizácia komponentu so všetkými jeho časťami a logickými vzťahmi, ktoré medzi časťami existujú. Okrem toho obsahuje aj popis správania a komponentu. Využitím možností modularity digitálneho dvojčaťa integruje a prispieva k vytvoreniu schémy celej výrobnej haly. Ak logická schéma súčastí reprezentuje všeobecné aspekty modelu akéhokoľvek fyzického objektu, procesu alebo operácie, blok inštancií komponentu predstavuje jeho konkretizáciu. Tretím blokom modelu je časové rozšírenie dvojice. Sú to všetky historické údaje o produkte alebo systéme, ktoré sa nahromadili z počiatočných fáz výroby až do jej konca.

Hlavné výhody digitálneho dvojčaťa

  1.  Podpora výrobného procesu počas celého životného cyklu.
  2.  Uzavretá slučka medzi reálnym a virtuálnym továrenským svetom.
  3.  Podpora učiacej sa organizácie.
  4.  Pochopenie vzťahov medzi údajmi, zlepšenie konzistencie údajov.
  5.  Decentralizácia výroby.
  6.  Podpora Smart produktov.
Digitálne dvojča je len jednou z tém na konferencii Očakávajme neočakávané – digitálne technológie, ktoré prichádzajú a ich následky, ktorá sa uskutoční 6.6.2019 v Brne. Bližšie informácie nájdete na stránke on.ipaslovakia.sk.

Zdroj: www.sciencedirect.com  


Chcete odoberať newsletter IPA Slovakia?

Zostaňte s nami v spojení s newslettrom IPA a vyberte si, o ktoré informácie máte záujem.

Komentáre

Tento článok ešte nemá žiadne komentáre. Buďte prvý!

TOP články

5 dôvodov, prečo sa zúčastniť na ...Konferenciu Výrobný manažment organizujeme s cieľom ...

KTO STOJÍ ZA Očakávajme neočakávané a ...Každý z nás chce porozumieť budúcnosti, ktorá ho čaká ...

Umelá inteligencia, pomocník náš ...Vedeli ste, že švédska pálenica chce využiť ...

Najnovšie články

R2-D2, C-3POPoznáte robotov R2-D2 a C-3PO z kultového filmu ...

Využitie digitálneho dvojčaťa v oblasti ...V dnešnej dobe, kedy sa každý podnik snaží byť čo najviac ...

Život bez cieľa predsa dáva zmyselO ľuďoch bez cieľa sa hovorí ako o tých, ktorí nevedia ...
Klasická verzia webu
© 2012 IPA Slovakia, All rights reserved