Image
18.10.2017 0 Comments

Každá fabrika bude mať digitálne dvojča

Virtualizácia si dnes podmaňuje odvetvia zábavy a vzdelávania, ale rýchlo preniká aj tam, kde by to obyčajný človek nečakal – do priemyslu. Je základom nového konceptu digitálneho dvojčaťa.

Ani vo virtuálnej ére sa zmysel priemyselnej výroby nezmení – stále pôjde o fyzické produkty určené zákazníkom. Virtuálne technológie však posúvajú digitalizáciu priemyslu o stupeň vyššie – umožnia, aby sa produkcia ďalej zlepšovala, bola ešte flexibilnejšia a efektívnejšia. Zároveň sú základným prvkom v mozaike technológií, z ktorých sa postupne poskladá obraz inteligentnej a plne autonómnej fabriky budúcnosti.

Virtuálne nástroje sú základom konceptu digitálneho dvojčaťa. Vo virtuálnej realite „oživuje“ digitálne modely produktov, výrobných procesov i celých tovární. Dovoľuje rýchlo odskúšať funkčnosť výrobkov, produkčných liniek či logistiky ešte predtým, ako začnú reálne existovať. Prípadne nepretržite vylepšovať všetko, čo už funguje. „Sme jediným dodávateľom, ktorý dokáže ponúknuť softvérové portfólio pre digitálne dvojča v celom hodnotovom reťazci – pre výrobky, pre výrobu i kompletné závody,“ hovorí Klaus Helmrich, člen predstavenstva spoločnosti Siemens AG.

Dokonalá príprava
Digitálne dvojča stavia na pokroku, ktorý v uplynulej dekáde dosiahla technológia digitálneho podniku. Výrobných inžinierov naučila vytvárať 3D digitálne modely výrobných priestorov, strojov i výrobkov vo všetkých fázach ich životného cyklu – od návrhu cez výrobné procesy až po servis a nasledujúcu likvidáciu. Výsledkom je digitálny 3D model fabriky a jej zložitých výrobných vzťahov.

Vo virtuálnom priestore dnes možno tieto digitálne modely „rozhýbať“ a dynamicky prehrať cez 3D okuliare. Ešte pred výrobou tak možno „siahnuť“ na mechanické vlastnosti produktu, napríklad šírenie vibrácií. Pri plánovaní výroby otestovať operácie, optimalizovať ich časové závislosti, rozdeliť prácu viacerým ľuďom, aby neboli príliš zaťažení. Možno sa tiež pozrieť na materiálové toky a ak sa ukážu úzke miesta, vylepšiť navrhovanú logistiku. Všetko možno simulovať až dovtedy, kým budú inžinieri aj zákazníci spokojní. Nové kroky sa uložia do návrhu vo forme zmeny predchádzajúcich krokov.

Vďaka virtuálnym nástrojom možno „rozhýbať“ digitálne modely produktov i výrobných procesov.

Realita v dátach
Nejde však len o prípravu výroby. Digitálne dvojča dovoľuje neustále optimalizovať už rozbehnutú prevádzku. Jej parametre sa totiž časom menia – vstupný materiál môže mať iné vlastnosti, stroje sa opotrebujú, mechanika takisto.

Digitálne dvojča ožíva vďaka dátam. Stovky senzorov rozmiestených v halách, na výrobných strojoch i samotných produktoch online sledujú, čo sa deje vo výrobe, aká je technická kondícia zariadení, stav logistiky či zásob. Získané informácie sa zobrazujú vo virtuálnej realite a digitálne dvojča je akousi dátovou reprezentáciou reality.

Výrobné big data možno analyzovať a optimalizovať. Digitálne dvojča sa dokáže učiť a simulovať správanie systému. Zistené odchýlky od očakávaného správania možno využiť na predpovedanie zlyhania stroja. Pre prácu s dátami sú nenahraditeľné moderné cloudové technológie, ako napríklad platforma MindSphere. Kombinujú možnosť globálneho ukladania veľkého objemu dát a ich rýchleho spracovania s prístupom k výsledkom analýz cez webové rozhranie. Digitálne dvojča otvára cestu aj k digitálnemu vzdelávaniu a tréningu obsluhy či údržbárov – naučené postupy si overia na virtuálnych kópiách fyzického zariadenia. Bude to rýchlejšie a lacnejšie.

Digitálne modely výrobných priestorov umožňujú optimalizovať výrobu ešte pred jej fyzickým spustením.

Fabrika budúcnosti
Koncept digitálneho dvojčaťa má obrovský potenciál aj do budúcnosti – bude dôležitým prvkom inteligentnej fabriky, ktorá raz bude vyrábať a sama sa riadiť bez zásahu človeka. Ťažko povedať, či sa tak stane o desať alebo dvadsať rokov, ale bez technológií, ktoré sú základom digitálneho dvojčaťa, to určite nepôjde.

Podmienkou je, aby všetky stroje a zariadenia získali určitú úroveň inteligencie a schopnosť vzájomne komunikovať. Po zapojení strojového učenia a prvkov umelej inteligencie, schopných napodobňovať správanie a rozhodovanie človeka, budú riadiť svoju prevádzku. Najprv jednoduchšie procesy, neskôr sa pripoja ďalšie systémy.

Vrcholom všetkého bude samoorganizácia celej fabriky – výrobný systém bude schopný sa autonómne rekonfigurovať, aby produkcia zodpovedala vstupujúcim objednávkam. Autonómne smart prvky sa budú vzájomne dohovárať a spoločne sa starať o optimálny chod výroby v reálnom čase. Vo výrobe budúcnosti bude dominovať produkt, takisto vybavený inteligenciou, ktorý si sám zorganizuje vlastnú výrobu – poradie operácií, prísun dielcov, ich spracovanie i montáž. A nad tým všetkým bude pod kontrolou človeka bdieť digitálne dvojča fabriky, sledovať, učiť sa a vylepšovať všetko až do úplnej dokonalosti.

Foto: Siemens

Zobrazit Galériu

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Najnovšie videá