Промышленный Интернет вещей:появление цифровых двойников в производственном секторе

Термин «цифровой двойник» — это не что иное, как концептуализация сохранения цифрового соответствия физического объекта, операции с использованием данных от интеллектуальных устройств, таких как датчики. Канал, соединяющий цифрового двойника и его физическую согласующую часть, называется цифровой нитью. Цифровая модель, вероятно, будет регулярно модифицироваться и обновляться с соответствующим включением искусственного интеллекта и данных. Кроме того, он также обеспечивает реальную и одновременную виртуальную реальность. Сочетание физического объекта с соответствующим элементом, созданным компьютером, имеет решающее значение. Как технологическая тенденция промышленного Интернета вещей увеличивается, технология цифровых двойников сейчас важнее, чем когда-либо прежде.

Цифровые аналоги связаны с сетевыми технологиями, и их способность устранять проблемы и обеспечивать более высокую производительность делает эту часть цифрового согласования важной технологией для каждой организации.

Предлагая компаниям полную цифровую копию продуктов, технология цифровых двойников позволяет предприятиям заблаговременно замечать любые физические проблемы в оборудовании, чтобы они могли предпринять соответствующие действия для устранения потенциальных проблем задолго до их возникновения.

Но сделать цифровую копию оборудования — непростая задача. Лучший способ сделать это — создать цифровой аналог для одного подразделения производственного подразделения, ввести его в действие, а затем приступить к разработке цифрового согласующего элемента для других участков производственного подразделения.

Более того, цифровой двойник отличается от САПР (автоматизированного проектирования). Реальный потенциал цифрового аналога заключается в том, что он может быстро предложить реальную широко распространенную связь между физическим и цифровым доменами в промышленности.

Похожая статья:Обзор рыночной оценки и ее этапов

Технология цифровых двойников меняет облик обрабатывающей промышленности и тем самым снижает затраты; контролировать активы и сократить время простоя, вызванное отказом оборудования. Цифровая согласующая часть физического объекта в промышленности играет жизненно важную роль в промышленном IoT. Эта технология также открывает новые возможности для каждого бизнеса во всем мире. Цифровая реплика использует такие технологии, как виртуальная реальность, используя моделирование данных и графики для идеального создания виртуальной модели любого оборудования.

Функционирование технологии цифровых двойников:

В этой современной технологии датчики, сопровождаемые физическими объектами на заводе, собирают данные и передают данные в свою компьютерную копию, а их связь в конечном итоге улучшает производительность физического объекта. Вишенкой на торте является то, что виртуальный аналог может быть создан задолго до того, как оборудование будет физически собрано в производственных единицах.

Чтобы создать точную виртуальную часть конкретного физического продукта, инженерам необходимо собирать и объединять данные из многочисленных источников, таких как статистика производства, информация о его работе, а также из аналитического программного обеспечения. Помимо этого, существует также потребность в процедурах ИИ, которые включаются в созданную компьютером копию конкретного оборудования.

Цифровая копия в производственной единице используется на различных уровнях, как указано ниже:

Уровень компонента №1:

Этот уровень цифрового двойника выделяет один ключевой компонент во всей производственной процедуре. Единственная часть, которая наиболее необходима, и производственный процесс сильно зависит от этого конкретного компонента.

Уровень актива №2:

Цифровая реплика на уровне активов разрабатывает цифровую копию определенной части оборудования, используемого на этапе производства.

#3 Уровень системы:

Всякий раз, когда производителям необходимо импровизировать всю производственную линию, внедряется цифровая копия на уровне системы.

#4 Уровень процесса:

На уровне процесса рассматривается весь жизненный цикл продукта. Начиная с проектирования и разработки продукта/процесса и заканчивая производством или производством, распространением и тем, как конечный пользователь использует продукт. Что в результате помогает в разработке текущих и будущих продуктов.

Похожая статья:5 лучших способов использования промышленного Интернета вещей на транспорте

Концептуальный план цифрового двойника:

Конструирование №1:

Этот этап включает в себя оснащение физического объекта разнообразными датчиками, которые измеряют понимание физического объекта, а также его окружения. Измерения делятся на 2 категории:

1. Операционные измерения, которые относятся к физическим характеристикам оборудования, таким как однородность цвета, крутящий момент, смещение и прочность на растяжение.
2. Внешние данные, влияющие на работу физического оборудования, такие как атмосферное давление, температура окружающей среды и уровень влажности.

Эти измерения могут быть преобразованы в защищенные цифровые сообщения с помощью кодировщиков. Эти цифровые сообщения затем передаются на цифровую копию оборудования.

#2 Общение:

На этом конкретном этапе реализуется бесшовная двусторонняя связь в реальном времени между физическими процессами и цифровой платформой. Сетевое подключение является жизненно важным фактором, который необходимо учитывать для поддержки виртуального аналога физического оборудования. Кроме того, он включает 3 элемента:

1. Пограничная обработка:

   Этот интерфейс соединяет датчики с архиваторами процессов, а затем обрабатывает данные с датчиков и передает их на платформу. Это переводит проприетарные протоколы, чтобы сделать форматы данных понятными и уменьшить сетевое взаимодействие. Пограничная обработка ускоряет обмен данными по сети, обрабатывая полученные данные на конечных точках.

2. Интерфейс связи:

   Коммуникационные интерфейсы помогают передавать обработанные данные (информацию) от функции датчика к функции интеграции. В зависимости от конфигурации цифрового двойника датчик, который выдает информацию, может быть размещен где угодно:на шахте, в доме, на парковке, практически в любом месте.

3. Пограничная безопасность:

   Внедрение новых датчиков и средств связи приносит новые угрозы безопасности, которые быстро развиваются. Необходимость в новых решениях для безопасного использования цифровых двойников будет востребована по мере того, как активы с поддержкой IP будут расти с течением времени. Использование брандмауэров, шифрования, ключей приложений и сертификатов устройств — наиболее распространенные подходы к обеспечению безопасности.

№3. Агрегирование:

Агрегация данных может поддерживать прием данных в хранилище/репозиторий данных, которые могут быть легко обработаны и подготовлены для анализа. Агрегирование и обработка данных могут выполняться как в облаке, так и локально.

#4 Анализ:

Другой этап, который вступает в действие, — это анализ данных. На этом этапе все данные тщательно изучаются и анализируются. В основном аналитики данных и ученые используют платформы расширенной аналитики для получения информации из данных, которая позволяет принимать разумные решения.

Стадия №5:

Информация, полученная на основе аналитики, представлена ​​на информационных панелях с визуальными представлениями, которые подчеркивают любые незначительные различия в производительности аналоговой модели физического мира и модели цифрового двойника в одном или нескольких измерениях. Он указывает области, которые потенциально необходимо исследовать.

Действие №6:

Здесь вы используете полезные идеи, полученные на предыдущем шаге, и передаете их обратно в физический актив. Инсайты проходят через декодеры, расшифровывающие команды, и поступают в приводы, отвечающие за управление и перемещение оборудования. Информация также может быть обновлена ​​в серверных системах, которые контролируют цепочки поставок.

Как заложить основу технологии цифровых двойников?

#1 Узнайте о возможностях:

На начальном этапе крайне важно предусмотреть и обнулить области производственного подразделения, которые могут воспользоваться преимуществами технологии цифровых двойников. Потребность и правильный сценарий могут быть разными для каждой производственной единицы, но, скорее всего, они будут иметь следующие характеристики:

1. Выбранное вами физическое оборудование должно быть важнейшим элементом вашего производственного процесса, чтобы вкладывать деньги в создание виртуального аналога.
2. Продукт. Можно решить проблемы, связанные с процессом, что потенциально может открыть ценность как для предприятия, так и для клиента.

После того, как вы сузите возможности, их необходимо дополнительно оценить, чтобы выявить факторы процесса, которые могут предложить преимущества цифрового двойника.

#2 Определите процесс:

Следующим шагом является распознавание пилотной конфигурации цифрового двойника, которая имеет максимально возможную ценность и имеет высокий уровень успеха. Вы можете рассмотреть факторы и операции управления организационными изменениями, чтобы определить лучшего кандидата для пилотного проекта. Компании часто выбирают неправильный подход, углубляясь в создание цифрового двойника очень сложного оборудования или процесса, и могут столкнуться с трудностями. Вместо этого им следует сосредоточиться на широком, а не на глубоком подходе:разверните цифровой двойник в масштабах всей организации, что обеспечит наибольшую ценность и поддержку.

#3. Для начала сузьтесь:

Чтобы ограничить масштаб, пилотный проект может быть подмножеством любых бизнес-подразделений или продуктов. Ограниченный охват должен, по крайней мере, показать ценность для предприятия. По мере того, как вы будете разрабатывать пилотную версию, разработчики должны уметь приспосабливаться и иметь непредвзятое мышление. Независимая экосистема позволит адаптироваться и интегрироваться с данными, а также использовать новых партнеров или технологии.

Хотя вы хотите быть независимыми от данных (структурированных и неструктурированных) и любых источников данных (новых датчиков или внешних источников данных), вам потребуется комплексное решение, достаточно масштабируемое для поддержки расширения.

#4. Разверните экспериментальную версию:

Как только пилотный проект будет успешным, его можно масштабировать дальше. Теперь вам нужно определить возможности, в которых вы можете масштабировать пилотную версию и воспользоваться ее преимуществами. Вы можете начать с определения смежных процессов или процессов, которые похожи и имеют взаимосвязь с пилотным проектом. Учитесь на ошибках, допущенных при разработке Пилота, и масштабируйте его оперативно.

И да, не забудьте сообщить акционерам и крупным предприятиям о преимуществах внедрения цифрового двойника.

#5 Оценка:

Мониторинг и измерение этих решений после их внедрения позволит вам измерить ценность цифрового двойника. Вы можете вносить изменения в будущий процесс цифрового двойника итеративно и наблюдать за результатами, чтобы определить наилучшую возможную конфигурацию цифрового двойника.

Подводя итоги:

Вкратце можно сделать вывод, что технология цифровых двойников, передовая технологическая тенденция, будет играть жизненно важную роль в развертывании промышленных приложений IoT. Эта новая технология также поможет увеличить доходы отрасли, снизить нежелательные накладные расходы, возникающие из-за проблем с оборудованием и процессами. Тенденция к использованию цифровых двойников также помогает во многом сократить расходы на техническое обслуживание. Кроме того, это также повышает согласованность производственной линии в организации. В конце концов, эта технологическая тенденция также улучшает обслуживание клиентов, что является конечной целью промышленности.

Если вы хотите получить эффективное комплексное решение Интернета вещей , а затем свяжитесь с нами , и мы поможем вам выбрать правильное решение в соответствии с потребностями вашего бизнеса.