Цифровые двойники:что вы имеете в виду?

Хотя концепция «цифровых близнецов» существует уже около 30 лет, маловероятно, что первоначальные прогнозы могли предсказать, где технология...

Например, этой весной на 36-м Кубке Америки запланирована демонстрация сверхбыстрой однокорпусной яхты космической эры AC75. В ходе испытаний технология цифровых двойников использовалась одной командой для имитации действий моряков на новой лодке AC75; подвиг, который радикально ускорил разработку прототипа по сравнению с предыдущими методами тестирования.

В настоящее время цифровое дублирование, развернутое в таких областях, как городское планирование, здравоохранение и автомобильный дизайн, также обладает огромным потенциалом для производственного сектора, помогая в его постоянном стремлении к повышению безопасности, повышению производительности и эффективности.

Детали в данных

Учитывая свой новообретенный статус, термин «цифровые близнецы» стал чем-то вроде универсального для различных связанных с ним направлений технических инноваций. Дополненная реальность, улучшенные пользовательские интерфейсы и 3D-моделирование — вот лишь некоторые из них.

Кроме того, у нас также есть идея «цифрового потока». Это относится к коммуникационной структуре, которая обеспечивает связанный поток данных и интегрированное представление данных актива на протяжении всего его жизненного цикла. В качестве записи жизненного цикла продукта или системы, от создания до удаления, цифровая цепочка позволяет получить представление о традиционно разрозненных функциях.

И хотя верно то, что все эти инновации могут включать связанные функции, ядро ​​настоящего цифрового двойника лежит в данных — чистых и простых. Цифровой двойник, по сути, представляет собой создание или сбор цифровых данных, представляющих физический объект в реальном времени.

Свяжите это с производством, и если мы гипотетически свяжем его основные компоненты с человеческими характеристиками:операционное оборудование будет мышцами, связью — нервной системой, а цифровой двойник — мозгом.

И так как мы интуитивно используем способность нашего мозга запоминать, записывать, анализировать, обрабатывать и прогнозировать в реальном мире, то и цифровое дублирование может анализировать собранные данные, чтобы делать то же самое в цифровом мире. В производственной сфере входные данные, которые способствуют цифровой потоковой передаче и цифровому дублированию, оптимизируют операционные функции, что помогает увеличить пропускную способность и повысить эффективность.

Сознательная фабрика

В производстве, где до 90 % заводских данных в режиме реального времени не используются, цифровое дублирование обеспечивает прочную основу для более эффективного использования этой информации для анализа процессов.

Благодаря опыту работы на нашей «фабрике сознания» в Оулу мы из первых рук знаем, как использовать интеллект, встроенный в операционное оборудование, для оценки этих идей с помощью цифрового дублирования.

Например, мониторинг производственной среды. Здесь, используя различные источники данных, можно отслеживать отклонения влажности и температуры с помощью автоматических сигналов тревоги, чтобы определить, где может потребоваться регулировка или техническое обслуживание.

Цифровое дублирование также обеспечивает автоматическую аналитику процессов в режиме реального времени на подключенных машинах и источниках данных, что ускоряет обнаружение и исправление ошибок. А благодаря наблюдению за процессом сборки, в том числе в режиме реального времени, статус и ход каждой роботизированной ячейки можно просматривать в любое время из центрального пользовательского интерфейса с уровнем видимости вплоть до отдельного продукта. ​

Инфраструктура имеет значение

Конечно, существуют требования к инфраструктуре, необходимые для того, чтобы сделать этот уровень понимания реальностью.

Встроенная интеллектуальная система — первое необходимое условие для цифровых двойников. Интернет вещей (IoT) буквально взрывает количество датчиков на производственных предприятиях. И это увеличение возможностей генерации данных все больше и больше закладывается в производственное оборудование на этапе его проектирования. Способность обрабатывать и стандартизировать данные также должна сочетаться с аналитическими ноу-хау, которые могут понять, что генерируется.

Правильная гибкая и надежная связь также имеет решающее значение. Обычно это означает подключение промышленного уровня, превышающее производительность Wi-Fi. Производители все чаще переходят на частные беспроводные сети 4G/LTE и 5G, чтобы обеспечить уровни надежности, безопасности и высокой пропускной способности, необходимые для операционных технологий, требующих больших объемов данных.

В рамках перехода к цифровым технологиям и Индустрии 4.0 производители также обращают внимание на искусственный интеллект (ИИ), машинное обучение, автоматизацию и расширенный интеллект. Тем не менее, все эти привлекательные возможности требуют одного важного условия подключения:низкой задержки.

В режиме реального времени и взаимосвязанные

В этом отношении 4G/LTE является минимальным стандартом беспроводной связи, необходимым для обеспечения такой малой задержки и быстрого времени отклика, которые делают цифровые двойники эффективными — мгновенно доставляя данные и обеспечивая немедленный ответ оператора. Это подчеркивает необходимость обработки данных с молниеносной скоростью, что делает граничные вычисления обязательными.

5G имеет еще большие перспективы для производства по мере развития стандарта и поддерживающей экосистемы. Поскольку стандарт 5G находится в стадии разработки, в последующих выпусках будут представлены новые возможности, такие как срочная связь. Это обеспечит более тесную синхронизацию связи и управления между устройствами, а также улучшит позиционирование и локализацию.

Кроме того, необходимо учитывать взаимосвязь системы; подчеркивая необходимость связи и интеграции различных стандартов и протоколов при использовании на производственных объектах. Здесь сетевое подключение должно обеспечивать своего рода простой, упорядоченный «обмен данными», при этом промышленные соединители являются важной частью уравнения, позволяющего системам эффективно взаимодействовать друг с другом.

Преимущества

Теперь, когда поставщики быстро решают эти инфраструктурные требования, потенциальные выгоды для производителей значительны. Автоматизация вспомогательных процессов, отчетность в режиме реального времени, повышение производительности предприятия, превосходное обеспечение качества и быстрое реагирование — все это стало возможным благодаря цифровому дублированию того, что происходит на заводе.

Подход «цифровой двойник» предоставляет производителям отличный способ гибкого моделирования того, как настраивать рабочие процессы и ресурсы в ответ на изменение спроса на продукцию и воронку заказов.

И хотя цифровые близнецы позволяют нам делать гораздо больше, они не заменяют человеческого прикосновения. Цель Индустрии 4.0 должна состоять в том, чтобы увеличить человеческий интеллект, а не заменить его. Цифровые двойники дополняют человеческое понимание производственных процессов и, возможно, они могут обеспечить «гладкое плавание» не только для Кубка Америки, но и для использования данных, чтобы определить, где отрасли могут добиться повышения безопасности, производительности и эффективности.

Производство | Сети Nokia