Цифровий близнюк у промисловості 4.0 - міст між віртуальним та фізичним світом

Цифрові близнюки пояснюють: Ключ до завтрашньої мережевої галузі

Цифровий близнюк представляє цифрове представлення фізичного об'єкта, процесу чи системи. Це представлення засноване на даних реального часу і тісно пов'язане з фізичним аналогом. Ця інноваційна технологія поєднує фізичний та цифровий світ і формує ключову складову сучасної промисловості, особливо в контексті промисловості 4.0.

Визначення та концепція

Цифровий близнюк виходить далеко за рамки простих цифрових моделей. Це живий образ фізичного об'єкта, який постійно годується даними і може діяти динамічно. Технологія - це не просто інструмент, а стратегічний інструмент для підвищення ефективності та інноваційної сили компаній.

Основа цифрового близнюка включає три основні елементи:

• Фізичний об’єкт: справжній елемент, дані якого збираються.
• Віртуальна модель: цифровий клон, який зображує всю відповідну інформацію.
• Підключення даних: інтерфейси в режимі реального часу, що дозволяють потік даних між фізичним та цифровим простором.

Функції та можливості

Цифровий близнюк - це потужний інструмент, який підтримує компанію у багатьох сферах. Основні функції включають:

• Аналіз даних у режимі реального часу: Постійне отримання даних дозволяє глибоко аналізувати та негайну інформацію.
• Моделювання та оптимізація: Компанії можуть перевірити сценарії, перш ніж реалізовуватись у реальному світі.
• Виявлення помилок: Рання ідентифікація слабких місць зменшує збої.
• Рішення на основі даних: добре обґрунтовані рішення за точними аналізами та прогнозами.

Сфери застосування в промисловості

Цифрові близнюки виявились універсальними технологіями та використовуються в різних промислових районах:

1. Виробництво та виробництво

• Оптимізація виробничих ліній шляхом моделювання сценаріїв.
• Віртуальне введення в експлуатацію машин, що економить час та витрати.

2. Переднє пошук технічного обслуговування (прогнозне обслуговування)

• Постійний моніторинг машинних станів, щоб точно прогнозувати роботи з технічного обслуговування.
• Уникнення несподіваних збоїв та підвищення ефективності роботи.

3. Розробка продукту

• Віртуальна прототипування прискорює цикли розвитку та зменшує матеріальні витрати.
• Моделювання фізичних властивостей до фактичного виробництва.

4. Логістика та транспорт

• Оптимізація ланцюгів поставок за допомогою аналізу даних у реальному часі.
• Поліпшення потоків матеріалу в автоматизованому сховищі та автономних транспортних засобах.

5. Енергія та навколишнє середовище

• Моніторинг та оптимізація енергетичних систем для сприяння стійкості.

Переваги для промисловості

Впровадження цифрових близнюків приносить із собою різноманітні переваги:

1. Підвищення ефективності

Моделювання та точні аналізи призводять до кращих координованих виробничих процесів та зменшення комітету.

2. Зменшення витрат

Оптимізоване планування технічного обслуговування та менша кількість збоїв заощаджують значні ресурси.

3. Специфічна для клієнтів адаптація

За допомогою зібраних даних продукція може бути індивідуально з адаптації до потреб клієнтів.

4. Стійкість

Оптимізовані процеси означають зниження споживання ресурсів та зменшення впливу на навколишнє середовище.

Проблеми в впровадженні

Хоча цифровий близнюк пропонує величезні переваги, компанії стикаються з деякими проблемами:

1. ІТ -інфраструктура та управління даними

Створення міцної інфраструктури є вартістю та вимагає знань експертів.

2. Інтеграція даних

Безшовна інтеграція технологій IoT та обробка великої кількості даних - це технічні перешкоди.

3. Міждисциплінарне співробітництво

Реалізація вимагає співпраці між ІТ, виробничими та управлінськими командами.

4. Аспекти безпеки

Захист конфіденційних даних від кібератаків повинен бути гарантований.

Як працює цифровий близнюк?

Функціональність цифрового близнюка заснована на мережі фізичних об'єктів та його цифровому представленні. Цей процес є дуже складним і інтегрує різні технології:

1. Датчики та джерела даних

Датчики постійно записують інформацію, наприклад:

• температура
• Тиск
• Положення та швидкість
• Споживання енергії
• Умови навколишнього середовища

Ці необроблені дані є основою для цифрового зображення.

2. Передача даних

Зібрані дані передаються на цифрову платформу в режимі реального часу за допомогою протоколів, таких як MQTT або HTTP. IoT Hubs служить посередником між пристроями та хмарними послугами.

3. Цифрове моделювання та AI

За допомогою штучного інтелекту (AI) та машинного навчання з даних створюється динамічна модель. Ця модель:

• Захоплює візерунок та тенденції.
• Дозволяє прогнози (прогнозована аналітика).
• Ідентифікували аномалії рано.

4. Моделювання та взаємодія

Цифровий близнюк імітує процеси та дає можливість можливим сценаріям тестувати, не загрожуючи фізичними ресурсами. У той же час це може активно впливати на фізичний об'єкт, наприклад, через податкові команди.

5. Візуалізація

Такі технології, як розширена реальність (AR) або 3D -моделі, роблять цифровий близнюк відчутним. Вони полегшують розуміння складних даних та систем.

Майбутні сфери застосування

З подальшим розвитком таких технологій, як Інтернет речей (IoT), 5G та штучний інтелект, цифрові близнюки стають все більш ефективними. Майбутні сфери застосування можуть бути серед іншого:

• Автономні фабрики, в яких цифрові близнюки контролюють та контролюють усі процеси.
• Розумні міста, в яких близнюки роблять інфраструктуру більш ефективною.
• Охорона здоров'я з моделюванням моделей пацієнтів для персоналізованої медицини.

Цифровий близнюк не тільки залишатиметься інструментом для промисловості, але й революціонізує інші сфери життя.

Цифровий близнюк поєднує фізичний та віртуальний світ інноваційним чином і дозволяє компаніям зробити свої процеси більш ефективними, зменшувати витрати та працювати більш стійко. Незважаючи на проблеми в впровадженні, ця технологія залишається важливою частиною промисловості 4.0 та мостом у майбутньому, керованому даними. Ті, хто сьогодні визнає та використовує потенціал цифрового близнюка, будуть одним із піонерів нової промислової епохи завтра.

Підходить для цього:

• Планування промислового метаверного заводу від BMW ifaCtory: цифровий Zwilling & Virtual Factory & Planning з Nvidia Omniverse
• Промисловий метаверс та цифровий близнюк у виробництві: Mercedes-Benz будує віртуальні фабрики з Nvidia Omniverse