За последние несколько десятилетий передовые технологии привели к огромному росту в обрабатывающей промышленности. Такие технологии, как Интернет вещей, датчики и искусственный интеллект, продвинули производителей вперед, и мы, наконец, видим, что Индустрия 4.0 становится реальностью. Теперь цифровые двойники готовы стать следующей прорывной инновацией в этом секторе, даже если некоторые считают их ответвлением технологии IoT. Digital Twin — это надежная технология, включающая в себя все несколько технологий, перечисленных выше, и в настоящее время она способствует росту крупных и мелких производителей.

Было бы неправильно считать технологию цифровых двойников блестящей игрушкой, в которой нуждается каждая компания. Реальность такова, что окупаемость инвестиций, которую можно получить при полном использовании Digital Twin, меняет правила игры для производителей, стремящихся к инновациям после глобальной пандемии. Далее описаны три способа использования цифровых двойников для улучшения операций и многого другого для производителей.

Важно объяснить, почему технология Digital Twin необходима производителям завтрашнего дня. Цифровой двойник — это компьютерная симуляция реальной системы или устройства. Модель создается для запуска в качестве «исполняемой модели», управляемой стимулом или различными типами тестов. На выходе моделирования создаются данные, которые воспроизводят соответствующее устройство реального мира. Хотя цифровые двойники кажутся простыми симуляциями, на самом деле это не так. Данные, которые получают конечные пользователи, поступают от реальных датчиков, которые отображают цифровые двойники в реальных условиях, что обеспечивает более точную картину объекта или процесса. Датчики с цифровой двойной объектной ориентацией позволяют повысить оптимизацию на основе IoT в обрабатывающей промышленности. В результате производители получают полезную информацию о технике и процессах, а не кучу беспорядочных данных.

Если бизнес начинается с хорошо продуманного объекта данных, аналитика цифровых двойников может изменить методы работы группы обслуживания и управления. Этот надежный инструмент позволяет проводить сравнения, аналитику, сценарии «что, если» и значимую прослеживаемость. По сравнению с простым сбором неорганизованных, необработанных данных датчиков, структура цифровых двойников позволяет проанализировать физические объекты.

Недавний опрос, проведенный FMI и Autodesk, показал, что, хотя доступные проектные данные удвоились всего за три года, 25% проектных данных респондентов остаются непригодными для использования. Опрос также показал, что треть всех неверных решений связана с недостатком данных. При этом производители не могут полагаться на неточные данные в 2022 году, если они надеются воплотить Индустрию 4.0 в реальность. Кроме того, они могут быть спокойны, зная, что принимают обоснованные решения, основанные на точных данных, чтобы обеспечить бесперебойность своих операций.

Хотя цифровые двойники могут помочь производителям выбрать правильное направление с точки зрения бизнеса, они также могут дать четкое представление об отдельных единицах оборудования. Устройства на основе IoT могут обнаруживать изменения параметров оборудования, такого как насосы, клапаны, вентиляторы, градирни, двигатели и т. д.

По мере того, как инженеры и специалисты по ТО находят решения для профилактического обслуживания и оптимизации, использование IoT для наблюдения за изменениями параметров оборудования, таких как вибрация, температура поверхности, влажность, давление, скорость, уровень и расход материалов, может сэкономить время и деньги предприятий.

Например, цифровое представление объектов обеспечивает динамику того, как насос, клапан или часть оборудования проходит свой жизненный цикл. Кроме того, данные цифрового двойника обеспечивают отслеживание, историю и анализ данных реального устройства, что делает процесс принятия решений менее туманным и более ориентированным на точные данные. Конечно, с более организованными данными появляется больше возможностей для улучшения различных процессов, в которых реализован цифровой двойник, что позволяет проводить оптимизацию, которая ранее была невозможна.
Имея возможность отслеживать поведение физических объектов по сравнению с идеальными рабочими параметрами, для которых они были разработаны, группы технического обслуживания могут сравнивать все технические характеристики и оперативную информацию от аналогичного оборудования. Поэтому, когда вы начинаете с хорошо продуманного представления данных, аналитика цифрового двойника меняет методы работы группы обслуживания и управления, предоставляя удобный инструмент для сравнения, аналитики, сценариев «что, если» и значимой прослеживаемости.

По сравнению с традиционными промышленными системами управления IoT относительно молод, а концепция Digital Twin все еще находится в процессе становления. Однако, существует достаточно успешных примеров, которые игнорировать нельзя. Решения IoT по-разному используют Digital Twin; от простых изображений роботизированной руки с наложенными данными датчика до чрезвычайно сложных алгоритмов и визуализаций, требующих соответствующей высокой квалификации пользователя.

Простота – это главное преимущество использования цифрового двойника. Вместо индивидуального мониторинга отдельных единиц критического оборудования появилась возможность сравнивать все технические характеристики и операционные данные аналогичных единиц оборудования, работающих в разных отраслях производства в реальном времени.

Структура Digital Twin использует информационные панели, которые могут содержать неограниченное количество уникальных цифровых значений без необходимости постоянно перестраивать базы данных или создавать новые структуры. Хотя цифровой двойник может иметь динамические данные датчиков, статические данные об активах и аналитические данные о производительности, в конечном итоге он управляется и представляется как единое целое, что обеспечивает простоту для конечных пользователей.

Эта простота необходима для того, чтобы сделать визуализации легко усваиваемыми для конечных пользователей. Вместо того, чтобы тонуть в данных — пользователь может видеть их в удобном для понимания виде. Таким образом, когда датчики потока установлены, например, на насосе, цифровой двойник становится отличным инструментом для мониторинга температуры и вибрации, что важно не только для предотвращения простоев из-за проблем с техническим обслуживанием, но и для обеспечения безопасности на производственном участке.
При этом данные всегда важны для принятия обоснованных решений. Однако, для обработки этих данных требуется время, которое многие компании производственного сектора не могут позволить себе тратить впустую. Время — деньги, и с цифровыми двойниками производители могут быть уверены, что они получат максимальную отдачу от анализа своих данных.