Cyfrowy bliźniak – wizualizacja 3D i cyfrowe zarządzanie łańcuchem dostaw
Available in 27 languages 📢
Xpert.Digital bei Google bevorzugenⓘOpublikowano: 30 grudnia 2021 r. / Zaktualizowano: 23 lutego 2022 r. – Autor: Konrad Wolfenstein
Cyfrowy bliźniak to wirtualna reprezentacja, która służy jako cyfrowy odpowiednik w czasie rzeczywistym fizycznego obiektu lub procesu ze świata rzeczywistego. Nie ma znaczenia, czy rzeczywisty odpowiednik już istnieje, czy będzie istniał w przyszłości. Chociaż koncepcja ta została opracowana wcześniej (przez Michaela Grievesa, wówczas na Uniwersytecie Michigan, w 2002 roku), pierwsza praktyczna definicja cyfrowego bliźniaka pojawiła się w NASA w 2010 roku, w celu udoskonalenia symulacji fizycznych modeli statków kosmicznych. Cyfrowe bliźniaki są wynikiem ciągłego doskonalenia w projektowaniu i inżynierii produktów. Rysunki produktów i specyfikacje techniczne ewoluowały od szkiców ręcznych do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD), a ostatecznie do inżynierii systemów opartej na modelach.

Cyfrowy bliźniak obiektu fizycznego zależy od całościowego rozwoju cyfrowego, „Cyfrowej Wątku” – najniższego poziomu projektowania i specyfikacji cyfrowego bliźniaka. „Bliźniak” opiera się na Cyfrowej Wątku, aby zachować dokładność. Zmiany w projekcie produktu są wdrażane za pomocą zleceń zmian (ECO). Zlecenie zmiany zastosowane do komponentu skutkuje powstaniem nowej wersji cyfrowego bliźniaka.
Cyfrowy wątek
Digital Thread definiuje się jako „wykorzystanie narzędzi i reprezentacji cyfrowych do projektowania, oceny i zarządzania cyklem życia”.
Termin „Digital Thread” po raz pierwszy został użyty w raporcie Global Science and Technology Vision Task Force USAF zatytułowanym „Global Horizons 2013”.
Termin „Digital Thread” został doprecyzowany przez Singha i Willcoxa z MIT w ich artykule z 2018 roku zatytułowanym „Engineering with a Digital Thread”. W tym opracowaniu naukowym termin „Digital Thread” został zdefiniowany jako „architektura oparta na danych, która łączy informacje z całego cyklu życia produktu i ma służyć jako podstawowa lub autorytatywna platforma danych i komunikacji dla produktów organizacji w dowolnym momencie”
W węższym znaczeniu termin „wątek cyfrowy” jest również używany w odniesieniu do najniższego poziomu projektowania i specyfikacji cyfrowej reprezentacji obiektu fizycznego. Wątek cyfrowy jest kluczową funkcją inżynierii systemów opartej na modelach (MBSE) i podstawą cyfrowego bliźniaka.
Termin Digital Thread (nić cyfrowa) jest również używany do opisania możliwości prześledzenia powiązania cyfrowego bliźniaka z wymaganiami, częściami i systemami sterowania, które składają się na obiekt fizyczny.
Smart Factory – wykorzystanie koncepcji istotnych dla biznesu w Niemczech
Wykres przedstawia wyniki ankiety przeprowadzonej w 2017 r. wśród dyrektorów zarządzających niemieckich przedsiębiorstw przemysłowych na temat technologii wykorzystywanych w inteligentnych fabrykach obecnie i w przyszłości. 23% respondentów stwierdziło, że obecnie korzysta z cyfrowego bliźniaka swoich produktów w inteligentnej fabryce. 43% wskazało, że planuje korzystać z cyfrowego bliźniaka swoich produktów w przyszłości.
Dotyczy to także autonomicznej logistyki wewnętrznej: 17% respondentów stwierdziło, że obecnie (2017 r.) z niej korzysta. 35% planuje wdrożyć ją do 2022 r.
Jak istotne są poniższe koncepcje dla Twojej firmy?
Wykorzystanie za pięć lat (2022)
- Optymalizacja zasobów oparta na danych – 77%
- Zintegrowane planowanie – 61%
- Optymalizacja procesów i jakości oparta na dużych zbiorach danych – 65%
- Modułowe aktywa produkcyjne – 36%
- Fabryka połączona w sieć / Fabryka połączona – 60%
- Konserwacja predykcyjna – 66%
- Wizualizacja/automatyzacja procesów – 62%
- Cyfrowy bliźniak produktu – 43%
- Cyfrowy bliźniak fabryki / Cyfrowy bliźniak fabryki – 44%
- Cyfrowy bliźniak zakładu produkcyjnego / Cyfrowy bliźniak majątku produkcyjnego – 39%
- Elastyczne metody produkcji / Elastyczne metody produkcji – 34%
- Autonomiczna logistyka wewnątrzzakładowa – 35%
- Przeniesienie parametrów produkcyjnych – 32%
- W pełni autonomiczna fabryka cyfrowa – 11%
Zastosowanie dzisiaj (2017)
- Optymalizacja zasobów oparta na danych – 52%
- Zintegrowane planowanie – 32%
- Optymalizacja procesów i jakości oparta na dużych zbiorach danych – 30%
- Modułowe aktywa produkcyjne – 29%
- Fabryka sieciowa / Fabryka połączona – 29%
- Konserwacja predykcyjna – 28%
- Wizualizacja/automatyzacja procesów – 28%
- Cyfrowy bliźniak produktu – 23%
- Cyfrowy bliźniak fabryki / Cyfrowy bliźniak fabryki – 19%
- Cyfrowy bliźniak zakładu produkcyjnego / Cyfrowy bliźniak majątku produkcyjnego – 18%
- Elastyczne metody produkcji / Elastyczne metody produkcji – 18%
- Autonomiczna logistyka wewnątrzzakładowa – 17%
- Przeniesienie parametrów produkcyjnych – 16%
- W pełni autonomiczna fabryka cyfrowa – 5%
Przeprowadzono ankietę wśród dyrektorów zarządzających niemieckich firm przemysłowych. Pytanie brzmiało: „Jak istotne są poniższe koncepcje dla Państwa firmy?”. Źródło nie podaje informacji na temat metodologii badania ani wyników przekraczających 100%.
Cyfrowe bliźniaki zostały po raz pierwszy przedstawione przez Davida Gelerntera w jego książce „Mirror Worlds” z 1991 roku. Zarówno w publikacjach branżowych, jak i akademickich, powszechnie uznaje się, że Michael Grieves z Florida Institute of Technology jako pierwszy zastosował koncepcję cyfrowego bliźniaka w produkcji. Koncepcję i model cyfrowego bliźniaka Grieves, wówczas na Uniwersytecie Michigan, zaprezentował publicznie na konferencji Society of Manufacturing Engineers w Troy w stanie Michigan w 2002 roku. Grieves zaproponował cyfrowego bliźniaka jako model koncepcyjny zarządzania cyklem życia produktu (PLM).
Koncepcja, która miała kilka różnych nazw, została później nazwana „cyfrowym bliźniakiem” przez Johna Vickersa z NASA w raporcie z 2010 roku. Koncepcja cyfrowego bliźniaka składa się z trzech różnych części:
- produkt fizyczny
- produkt cyfrowy/wirtualny
- oraz połączenia danych i informacji pomiędzy dwoma produktami.
Połączenia między produktem fizycznym a produktem cyfrowym/wirtualnym składają się z danych przepływających z produktu fizycznego do produktu cyfrowego/wirtualnego oraz informacji, które są dostępne z produktu cyfrowego/wirtualnego w środowisku fizycznym.
Później koncepcję tę podzielono na typy. Typy te to:
- prototyp cyfrowego bliźniaka (DTP),
- instancja cyfrowego bliźniaka (DTI)
- i jednostkę cyfrowego bliźniaka (DTA).
Planowanie Projektowania (DTP) obejmuje projekty, analizy i procesy niezbędne do realizacji produktu fizycznego. DTP istnieje przed powstaniem produktu fizycznego. Informacje o Cyfrowym Bliźniaku (DTI) to cyfrowy bliźniak każdego egzemplarza produktu po jego wyprodukowaniu. Informacje o Cyfrowym Handlu (DTA) to agregacja informacji DTI, których dane i informacje mogą być wykorzystywane do wyszukiwania informacji o produkcie fizycznym, prognozowania i uczenia maszynowego. Konkretne informacje zawarte w cyfrowych bliźniakach są określane na podstawie przypadków użycia. Cyfrowy bliźniak jest konstrukcją logiczną, co oznacza, że rzeczywiste dane i informacje mogą być zawarte w innych aplikacjach.
Co więcej, cyfrowego bliźniaka można podzielić na trzy podkategorie, w zależności od stopnia integracji, czyli różnych poziomów przepływu danych i informacji, jakie mogą mieć miejsce pomiędzy częścią fizyczną a kopią cyfrową:
- Model Cyfrowy (DM)
- Cyfrowy cień (DS)
- i Cyfrowy Bliźniak.
Cyfrowego bliźniaka w miejscu pracy często uważa się za element automatyzacji procesów robotycznych (RPA), a według analityka branżowego Gartnera należy on do szerszej i rozwijającej się kategorii „hiperautomatyzacji”.
Przykłady cyfrowych bliźniaków
Jednym z przykładów wykorzystania cyfrowych bliźniaków do optymalizacji maszyn jest konserwacja elektrowni, takich jak turbiny, silniki odrzutowe i lokomotywy.
Innym przykładem cyfrowych bliźniaków jest wykorzystanie modeli 3D do tworzenia cyfrowych towarzyszy obiektów fizycznych. Pozwala to na wyświetlanie stanu rzeczywistego obiektu fizycznego, zapewniając sposób na projekcję obiektów fizycznych do świata cyfrowego. Na przykład, jeśli czujniki zbierają dane z podłączonego urządzenia, dane te mogą zostać wykorzystane do aktualizacji kopii stanu urządzenia jako „cyfrowego bliźniaka” w czasie rzeczywistym. Termin „cień urządzenia” jest również używany w odniesieniu do koncepcji cyfrowego bliźniaka. Cyfrowy bliźniak ma być aktualną i dokładną kopią właściwości i stanów obiektu fizycznego, w tym kształtu, położenia, gestów, statusu i ruchu.
Cyfrowy bliźniak może być również wykorzystywany do monitorowania, diagnostyki i prognozowania w celu optymalizacji wydajności i wykorzystania zasobów. W tym obszarze dane z czujników można łączyć z danymi historycznymi, wiedzą specjalistyczną oraz procesami uczenia się floty i symulacji, aby poprawić wyniki prognozowania. Dlatego też złożone platformy prognozowania i inteligentnej konserwacji mogą wykorzystywać cyfrowe bliźniaki do identyfikacji pierwotnych przyczyn problemów i poprawy wydajności.
Cyfrowe bliźniaki pojazdów autonomicznych i ich czujników, osadzone w symulacji ruchu drogowego i środowiska, zostały również zaproponowane jako sposób na pokonanie poważnych wyzwań w zakresie rozwoju, testowania i walidacji aplikacji w branży motoryzacyjnej, szczególnie gdy odpowiednie algorytmy opierają się na podejściach opartych na sztucznej inteligencji, które wymagają obszernych zestawów danych szkoleniowych i walidacyjnych.
Przemysł wytwórczy
Wytworzone obiekty fizyczne są wirtualizowane i reprezentowane jako cyfrowe modele bliźniacze (awatary), które są płynnie i ściśle zintegrowane zarówno w przestrzeni fizycznej, jak i cyberprzestrzeni. Obiekty fizyczne i modele bliźniacze oddziałują na siebie w sposób korzystny dla obu stron.
Dynamika na poziomie branży
Cyfrowy bliźniak transformuje cały proces zarządzania cyklem życia produktu (PLM), od projektowania i produkcji po serwis i eksploatację. Obecnie PLM jest bardzo czasochłonny pod względem wydajności, produkcji, inteligencji, faz serwisowych i zrównoważonego rozwoju w projektowaniu produktu. Cyfrowy bliźniak może łączyć fizyczną i wirtualną przestrzeń produktu. Pozwala firmom na stworzenie cyfrowego śladu wszystkich swoich produktów, od projektu i rozwoju, przez cały cykl ich życia. Ogólnie rzecz biorąc, cyfrowe bliźniaki mają znaczący wpływ na branże związane z produkcją. W procesie produkcyjnym cyfrowy bliźniak jest wirtualną repliką operacji w czasie rzeczywistym na hali produkcyjnej. Tysiące czujników rozmieszczonych jest w całym fizycznym procesie produkcyjnym, gromadząc dane z różnych wymiarów, takich jak warunki środowiskowe, zachowanie maszyn i wykonywana praca. Wszystkie te dane są stale przesyłane i gromadzone przez cyfrowego bliźniaka. Dzięki Internetowi Rzeczy (IoT) cyfrowe bliźniaki stały się bardziej przystępne cenowo i mogą kształtować przyszłość branży produkcyjnej. Jedną z zalet dla inżynierów jest możliwość rzeczywistego wykorzystania produktów zaprojektowanych wirtualnie z wykorzystaniem cyfrowego bliźniaka. Zaawansowane metody konserwacji i zarządzania produktami i zakładami stają się coraz bardziej dostępne, ponieważ dostępny jest cyfrowy bliźniak prawdziwego obiektu, dysponujący możliwościami działania w czasie rzeczywistym.
Cyfrowe bliźniaki oferują znaczący potencjał biznesowy, ponieważ przewidują przyszłość, a nie analizują przeszłości procesu produkcyjnego . Reprezentacja rzeczywistości tworzona przez cyfrowe bliźniaki umożliwia producentom ewolucję w kierunku praktyk biznesowych ex ante. Przyszłość produkcji opiera się na następujących sześciu aspektach:
- Skalowalność,
- Modułowość,
- elastyczność
- Autonomia,
- Łączność
- i cyfrowego bliźniaka.
Wraz ze wzrostem digitalizacji poszczególnych etapów procesu produkcyjnego pojawiają się możliwości osiągnięcia wyższej produktywności. Zaczyna się to od modułowości i prowadzi do większej efektywności systemu produkcyjnego. Co więcej, autonomia umożliwia systemowi produkcyjnemu sprawne i inteligentne reagowanie na nieoczekiwane zdarzenia. Wreszcie, łączność, taka jak Internet Rzeczy, zamyka cykl digitalizacji, umożliwiając optymalizację późniejszego projektowania i marketingu produktu w celu uzyskania wyższej wydajności. Może to prowadzić do większego zadowolenia i lojalności klientów, jeśli produkty będą mogły wykryć problem, zanim faktycznie wystąpi awaria. Wraz ze spadkiem kosztów przechowywania i przetwarzania danych, rosną również potencjalne zastosowania cyfrowych bliźniaków.
Produkcja przemysłowa wyrobów technicznych
Cyfrowy bliźniak ma szczególne znaczenie dla przemysłu. Jego istnienie i wykorzystanie w procesach tworzenia wartości w przemyśle może zapewnić firmom zdecydowaną przewagę konkurencyjną. Jest to szczególnie widoczne od początku lat 2010., kiedy to Internet Rzeczy (IoT) umożliwił produkcję wszelkiego rodzaju produktów sterowanych cyfrowo i połączonych w sieć, a także zintegrowane usługi.
W przemyśle cyfrowe bliźniaki istnieją na przykład dla produktów, zakładów produkcyjnych, procesów i usług. Mogą istnieć nawet przed fizycznym bliźniakiem, na przykład w modelach projektowych przyszłych produktów. Mogą być wykorzystywane do analizy i oceny danych uzyskanych z użytkowania fizycznych bliźniaków. Służą one szerokiej gamie celów i funkcji.
Ich szczególna wartość dla przemysłu wynika z wyeliminowania fizycznych prototypów i możliwości symulacji zachowania, funkcjonalności i jakości rzeczywistego odpowiednika w każdym istotnym aspekcie. Wartość ta może być wykorzystana we wszystkich ogniwach łańcucha wartości, w całym cyklu życia produktów, systemów i usług.
Cyfrowy bliźniak przybiera wiele różnych form. Na przykład może opierać się na modelu behawioralnym rozwoju systemu, modelu 3D lub modelu funkcjonalnym, który realistycznie i kompleksowo przedstawia właściwości mechaniczne, elektroniczne i inne oraz parametry wydajnościowe rzeczywistego bliźniaka w procesie projektowania opartego na modelu.
Różne cyfrowe bliźniaki mogą być ze sobą połączone, co pozwala na szeroką komunikację i interakcję z ich fizycznymi odpowiednikami. Nazywa się to również nicią cyfrową, która przebiega przez cały cykl życia produktu i może obejmować dodatkowe informacje istotne dla produktu. Firma czerpie największe korzyści z takiej ciągłej nici cyfrowej, która umożliwia optymalizację różnych procesów tworzenia wartości oraz wykorzystanie szerokiej gamy cyfrowych modeli biznesowych dla oferowanych produktów lub usług.
Inżynieria produkcji to tylko jedno z wielu zastosowań przemysłowych. Cyfrowe bliźniaki mapują systemy w całym ich cyklu życia (projektowanie, budowa, eksploatacja i recykling). Już na etapie planowania inżynierowie mogą wykorzystywać modele symulacyjne do optymalizacji procesów. Po uruchomieniu systemu, te same modele symulacyjne mogą być wykorzystywane do dalszej optymalizacji procesów i transformacji produkcji.
Branża transportowa i cyfrowe zarządzanie łańcuchem dostaw
W sektorze transportu i magazynowania międzynarodowe firmy logistyczne, takie jak DHL i UPS, stale opracowują nowe aplikacje dla cyfrowych bliźniaków, takie jak śledzenie przesyłek (Track & Trace) czy inteligentne sterowanie magazynami i całymi obiektami portowymi. Producenci oprogramowania, tacy jak SAP i Oracle, rozszerzają swoje systemy ERP i oferują nowe rozwiązania IT w zakresie cyfrowych łańcuchów dostaw do zarządzania łańcuchem dostaw.
Kontrola produkcji i zamówień
Koncepcja cyfrowego bliźniaka jest coraz częściej stosowana w sterowaniu produkcją, logistyce i zaopatrzeniu. Pozwala to na ścisłe powiązanie jej z metodami i narzędziami inżynierii sterowania i automatyki.
Planowanie urbanistyczne i budownictwo (branża budowlana)
Geograficzne cyfrowe bliźniaki zyskały popularność w praktyce planowania urbanistycznego ze względu na rosnące zainteresowanie technologią cyfrową w ruchu inteligentnych miast. Cyfrowe bliźniaki są często proponowane w formie interaktywnych platform do gromadzenia i wizualizacji danych przestrzennych 3D i 4D w czasie rzeczywistym, w celu modelowania środowisk miejskich (miast) i zawartych w nich danych.
Technologie wizualizacji, takie jak systemy rzeczywistości rozszerzonej (AR), są wykorzystywane zarówno jako narzędzia współpracy przy projektowaniu i planowaniu w środowisku zabudowanym, jak i do integracji danych z czujników wbudowanych w miastach oraz usług API w celu tworzenia cyfrowych bliźniaków. AR umożliwia na przykład wyświetlanie map, budynków i danych w rzeczywistości rozszerzonej na stołach, umożliwiając wspólne przeglądanie ich przez specjalistów budowlanych.
W branży budowlanej planowanie, projektowanie, budowa, eksploatacja i konserwacja stają się coraz bardziej zdigitalizowane – częściowo dzięki wprowadzeniu procesów BIM (Building Information Modeling) – a cyfrowe bliźniaki budynków są postrzegane jako logiczne rozszerzenie – zarówno na poziomie poszczególnych budynków, jak i na poziomie krajowym. Na przykład w Wielkiej Brytanii Centre for Digital Built Britain opublikowało w listopadzie 2018 roku zasady Gemini Principles, które określają zasady tworzenia „krajowego cyfrowego bliźniaka”.
Jeden z najwcześniejszych przykładów działającego „cyfrowego bliźniaka” został wdrożony w 1996 roku podczas budowy terminalu 1 lotniska Heathrow dla pociągu Heathrow Express. Konsultant Mott MacDonald i pionier BIM Jonathan Ingram połączyli czujniki ruchu w grodzie i otworach wiertniczych z cyfrowym modelem obiektu, aby wyświetlić ruch w modelu. Stworzono cyfrowy obiekt iniekcyjny, aby monitorować efekty pompowania zaprawy w grunt w celu stabilizacji ruchów gruntu.
branża opieki zdrowotnej
Opieka zdrowotna jest postrzegana jako branża transformująca się dzięki technologii cyfrowych bliźniaków. Koncepcja cyfrowych bliźniaków w opiece zdrowotnej została pierwotnie zaproponowana i po raz pierwszy wdrożona w analityce predykcyjnej produktów lub urządzeń. Dzięki cyfrowemu bliźniakowi życie w medycynie, sporcie i edukacji może ulec poprawie dzięki przyjęciu podejścia do opieki zdrowotnej opartego w większym stopniu na danych. Dostępność technologii umożliwia tworzenie spersonalizowanych modeli pacjentów, które mogą być stale aktualizowane w oparciu o zebrane parametry dotyczące zdrowia i stylu życia. Może to ostatecznie doprowadzić do powstania wirtualnego pacjenta, który szczegółowo opisuje stan zdrowia danej osoby, zamiast opierać się wyłącznie na wcześniejszych danych. Co więcej, cyfrowy bliźniak pozwala na porównanie danych pacjenta z danymi populacji, co pozwala na łatwiejszą i bardziej precyzyjną identyfikację wzorców. Największą zaletą cyfrowych bliźniaków w opiece zdrowotnej jest możliwość dostosowania opieki zdrowotnej do indywidualnych reakcji pacjenta. Cyfrowe bliźniaki nie tylko doprowadzą do dokładniejszego określenia stanu zdrowia konkretnego pacjenta, ale także zmienią postrzegany obraz zdrowego pacjenta. Wcześniej „zdrowie” definiowano jako brak jakichkolwiek objawów choroby. Teraz „zdrowych” pacjentów można porównać z resztą populacji, aby zdefiniować prawdziwy stan zdrowia . Jednak pojawienie się cyfrowych bliźniaków w opiece zdrowotnej niesie ze sobą również pewne wady. Cyfrowe bliźniaki mogą prowadzić do nierówności, ponieważ technologia ta może nie być dostępna dla wszystkich i może pogłębić przepaść między bogatymi a biednymi. Co więcej, cyfrowe bliźniaki będą wykrywać wzorce w populacji, które mogą prowadzić do dyskryminacji.
Medycyna / Chirurgia
Koncepcja cyfrowego bliźniaka zyskuje również na popularności w medycynie, gdzie tworzy się wirtualną reprezentację pacjenta, symulując procedury medyczne. Pozwala to lekarzom zapoznać się ze specyfiką pacjenta przed rozpoczęciem leczenia, a w przypadku operacji chirurgicznych możliwe jest prefabrykowanie i precyzyjne wszczepianie implantów dostosowanych do indywidualnych potrzeb pacjenta (np. sztucznych stawów), co przekłada się na lepsze wyniki operacji i szybszy powrót do zdrowia.
przemysł motoryzacyjny
Branża motoryzacyjna została wzbogacona o technologię cyfrowych bliźniaków. Cyfrowe bliźniaki w branży motoryzacyjnej są wdrażane poprzez wykorzystanie istniejących danych w celu uproszczenia procesów i obniżenia kosztów krańcowych. Obecnie inżynierowie motoryzacyjni rozszerzają istniejącą materialność fizyczną, wdrażając cyfrowe możliwości oparte na oprogramowaniu. Konkretnym przykładem technologii cyfrowych bliźniaków w branży motoryzacyjnej jest to, że inżynierowie wykorzystują ją w połączeniu z narzędziami analitycznymi firmy do analizy sposobu prowadzenia danego samochodu. Pozwala im to proponować nowe funkcje, które mogą zmniejszyć liczbę wypadków drogowych, co wcześniej było niemożliwe do osiągnięcia w tak krótkim czasie.
Charakterystyka technologii cyfrowego bliźniaka
Technologie cyfrowe posiadają pewne cechy, które odróżniają je od innych technologii. Te cechy z kolei pociągają za sobą określone konsekwencje. Cyfrowe bliźniaki charakteryzują się następującymi cechami.
Łączność
Jedną z kluczowych cech technologii cyfrowego bliźniaka jest jej łączność. Niedawny rozwój Internetu Rzeczy (IoT) daje początek licznym nowym technologiom. Rozwój IoT napędza również rozwój technologii cyfrowego bliźniaka. Technologia ta ma wiele cech wspólnych z naturą IoT, a mianowicie łączność. Przede wszystkim technologia ta umożliwia łączność między komponentem fizycznym a jego cyfrowym odpowiednikiem. To połączenie stanowi podstawę cyfrowego bliźniaka, bez którego technologia cyfrowego bliźniaka nie istniałaby. Jak opisano w poprzedniej sekcji, łączność ta jest nawiązywana za pomocą czujników na produkcie fizycznym, które zbierają dane, integrują je i komunikują za pośrednictwem różnych technologii integracji. Technologia cyfrowego bliźniaka umożliwia lepszą łączność między firmami, produktami i klientami. Na przykład łączność między partnerami w łańcuchu dostaw można zwiększyć, umożliwiając im sprawdzenie cyfrowego bliźniaka produktu lub zasobu. Partnerzy ci mogą następnie zweryfikować status tego produktu, po prostu uzyskując dostęp do cyfrowego bliźniaka.
Można również zwiększyć łączność z klientami.
Serwicyzacja odnosi się do procesu, w którym firmy dodają wartość do swojej podstawowej oferty poprzez usługi. W przypadku silników, produkcja silnika stanowi podstawową ofertę danej organizacji, która następnie zapewnia wartość dodaną, oferując usługę przeglądu i konserwacji silnika.
Serwisowanie
Serwicyzacja to innowacja w modelu biznesowym istotna dla firm produkcyjnych, odnosząca się do zmiany w ich dotychczasowym portfolio produktowym, odchodząc od dóbr materialnych w kierunku połączenia dóbr i usług. Odzwierciedla ona zatem ogólny trend gospodarczy w kierunku społeczeństwa opartego na usługach na poziomie przedsiębiorstw.
Przykłady serwicyzacji istnieją od ponad 100 lat. Jednak w ciągu ostatnich 20 lat temat ten gwałtownie zyskał na znaczeniu, ponieważ w wyniku globalizacji firmy w krajach o wysokich płacach, takich jak Niemcy, postrzegają ją jako sposób na ochronę przed konkurencją ze strony krajów o niskich płacach. W środowisku akademickim serwicyzacja stała się niezależnym tematem badań dzięki artykułowi badawczemu Sandry Vandermerwe i Juana Rady.
Homogenizacja
Cyfrowe bliźniaki można scharakteryzować jako technologię cyfrową, która jest zarówno konsekwencją, jak i czynnikiem umożliwiającym homogenizację danych. Ponieważ dowolny rodzaj informacji lub treści może być teraz przechowywany i przesyłany w tej samej formie cyfrowej, możliwe jest stworzenie wirtualnej reprezentacji produktu (w postaci cyfrowego bliźniaka), oddzielając w ten sposób informacje od ich formy fizycznej. Homogenizacja danych i oddzielenie informacji od ich fizycznego artefaktu umożliwiły zatem pojawienie się cyfrowych bliźniaków. Cyfrowe bliźniaki umożliwiają również cyfrowe przechowywanie coraz większej ilości informacji o produktach fizycznych i oddzielanie ich od samego produktu.
W miarę jak dane stają się coraz bardziej zdigitalizowane, można je przesyłać, przechowywać i przetwarzać szybko i ekonomicznie. Zgodnie z prawem Moore'a, moc obliczeniowa będzie w nadchodzących latach nadal rosnąć wykładniczo, a koszty przetwarzania danych znacząco spadną. Doprowadziłoby to do obniżenia kosztów krańcowych tworzenia cyfrowych bliźniaków i sprawiłoby, że testowanie, przewidywanie i rozwiązywanie problemów za pomocą wirtualnych reprezentacji stałoby się stosunkowo znacznie tańsze niż testowanie ich na modelach fizycznych i czekanie na awarię produktów fizycznych przed podjęciem działań.
Kolejną konsekwencją homogenizacji i rozdzielenia informacji jest konwergencja doświadczeń użytkownika. Wraz z digitalizacją informacji z obiektów fizycznych, pojedynczy artefakt może oferować wiele nowych możliwości. Technologia cyfrowych bliźniaków umożliwia udostępnianie szczegółowych informacji o obiekcie fizycznym większej liczbie agentów, niezależnie od lokalizacji i czasu. W swoim opracowaniu na temat technologii cyfrowych bliźniaków w przemyśle wytwórczym, Michael Grieves zauważa następujące konsekwencje homogenizacji, którą umożliwiają cyfrowe bliźniaki:
W przeszłości kierownicy fabryk mieli biura z widokiem na fabrykę, co pozwalało im na bieżąco śledzić, co dzieje się na hali produkcyjnej. Dzięki cyfrowemu bliźniakowi nie tylko kierownik fabryki, ale wszyscy zaangażowani w produkcję w fabryce mogą mieć to samo wirtualne okno nie tylko na jedną fabrykę, ale na wszystkie fabryki na całym świecie.
Programowalny i inteligentny
Jak wspomniano wcześniej, cyfrowy bliźniak umożliwia przeprogramowanie produktu fizycznego w określony sposób. Co więcej, cyfrowy bliźniak może być również automatycznie przeprogramowywany za pomocą czujników w produkcie fizycznym, technologii sztucznej inteligencji oraz analityki predykcyjnej. Jedną z konsekwencji tej możliwości przeprogramowania jest pojawienie się nowych funkcjonalności. Biorąc ponownie przykład silnika, cyfrowe bliźniaki mogą być wykorzystywane do gromadzenia danych o jego wydajności i, w razie potrzeby, do jego regulacji i tworzenia nowszej wersji produktu. Usługowość można również postrzegać jako konsekwencję możliwości przeprogramowania. Producenci mogą być odpowiedzialni za monitorowanie cyfrowego bliźniaka, wprowadzanie w nim zmian lub przeprogramowywanie go w razie potrzeby, oferując to jako usługę dodatkową.
Cyfrowe ślady
Kolejną cechą charakterystyczną technologii cyfrowego bliźniaka jest fakt, że pozostawiają one cyfrowe ślady. Ślady te mogą być wykorzystywane przez inżynierów na przykład do sprawdzenia historii cyfrowego bliźniaka w przypadku awarii maszyny, aby zdiagnozować źródło problemu. W przyszłości diagnostyka ta będzie mogła być również wykorzystywana przez producentów tych maszyn do ulepszania ich projektów, zmniejszając w ten sposób częstotliwość występowania tych samych awarii.
Modułowość
W kontekście przemysłu wytwórczego modułowość można opisać jako projektowanie i adaptację produktów oraz modułów produkcyjnych. Dodając modułowość do modeli produkcyjnych, producenci zyskują możliwość optymalizacji modeli i maszyn. Technologia cyfrowego bliźniaka umożliwia producentom śledzenie maszyn w użyciu i identyfikację potencjalnych obszarów udoskonaleń. Dzięki maszynom modułowym producenci mogą wykorzystać technologię cyfrowego bliźniaka do identyfikacji komponentów wpływających na wydajność maszyny i zastąpić je lepiej dopasowanymi komponentami, aby usprawnić proces produkcyjny.
Szukasz technicznego i strategicznego doradztwa w zakresie wizualizacji 3D cyfrowych bliźniaków i rozwiązań rzeczywistości rozszerzonej/rozszerzonej? Xpert.Digital służy pomocą!
Z przyjemnością będę do Państwa dyspozycji jako osobisty konsultant w zakresie rozwiązań Rzeczywistości Rozszerzonej / Rozszerzonej.
Można się ze mną skontaktować, wypełniając formularz kontaktowy poniżej lub po prostu dzwoniąc pod numer +49 7348 4088 965 (Monachium) .
Nie mogę się doczekać naszego wspólnego projektu.
Xpert.Digital – Konrad Wolfenstein
Xpert.Digital to centrum przemysłowe skupiające się na cyfryzacji, inżynierii mechanicznej, logistyce/intralogistyce i fotowoltaice.
Dzięki naszemu rozwiązaniu 360° Business Development wspieramy renomowane firmy od pozyskiwania nowych klientów po obsługę posprzedażową.
Nasze narzędzia cyfrowe obejmują analizę rynku, smarketing, automatyzację marketingu, tworzenie treści, PR, kampanie mailingowe, spersonalizowane media społecznościowe i pielęgnowanie potencjalnych klientów.
Więcej informacji znajdziesz na stronach: www.xpert.digital – www.xpert.solar – www.xpert.plus































