Cyfrowy bliźniak i jego rola w digitalizacji obiektów przemysłowych

Podpowiadamy, czym jest Cyfrowy Bliźniak i do czego można go wykorzystać. To innowacyjne rozwiązanie pozwalające na połączenie świata wirtualnego i realnego jest już powszechnie stosowane w ramach Przemysłu 4.0. Jego zastosowanie usprawnia m.in. procesy produkcyjne, oszczędzając w ten sposób czas i środki finansowe. W 2019 roku idea Digital Twins została uznana za jedną z dziesięciu strategicznych technologii, usprawniających procesy w firmach.

Cyfrowy Bliźniak – co to takiego?

Cyfrowy Bliźniak (Digital Twin) to wirtualna reprezentacja rzeczywistego obiektu, która ma na celu optymalizację wykorzystania zasobów i podejmowanie decyzji biznesowych, takich jak: utrzymanie ruchu, rozbudowa, naprawy serwisowe czy sterowanie obiektami. Aby osiągnąć cel, konieczne jest połączenie czterech kluczowych komponentów.

1. Pierwszy element to stworzenie modelu 3D, który można uzyskać poprzez skanowanie 3D obiektu, a następnie wykonanie i wykorzystanie powstałej dokumentacji. Inną opcją jest dostosowanie gotowego modelu 3D dostarczonego przed producenta wraz z maszyną lub linią produkcyjną.
2. Drugi element to model matematyczny, który pozwala na odwzorowanie zachowania danego obiektu na podstawie informacji dotyczących parametrów pracy, właściwości fizycznych i charakterystyki zachowania.
3. Trzeci element to łączność i przepływ informacji między obiektem wirtualnym a rzeczywistym, umożliwiający przeprowadzanie testów i korygowanie modelu matematycznego.
4. Czwarty element to monitorowanie pracy rzeczywistego obiektu, umożliwiające wychwytywanie nieprawidłowości i interweniowanie w razie potrzeby.

Integracja tych elementów pozwala na efektywne zarządzanie urządzeniami w różnych obszarach, co przyczynia się do optymalizacji kosztów i zwiększenia wydajności całego przedsiębiorstwa.

Jak jest projektowana idea Cyfrowego Bliźniaka?

Obecnie technologia ta oparta jest na symulacjach, modelach matematycznych, sztucznej inteligencji (AI) i Internecie Rzeczy (IoT). W jej skład wchodzą trzy elementy:

• fizyczny obiekt w przestrzeni rzeczywistej,
• cyfrowy model w przestrzeni wirtualnej
• połączenie między nimi.

Do stworzenia Cyfrowego Bliźniaka wykorzystuje się dwa główne rodzaje modeli:

• oparte na własnościach i parametrach fizycznych obiektu, takie jak dane geometryczne, materiałowe i technologiczne, które są powszechne i wymagają wiedzy inżynierskiej,
• oparte na analityce strumieni danych, algorytmach uczenia maszynowego i rozwiązaniach sztucznej inteligencji – elementach nowych z punktu widzenia klasycznej wiedzy, ale zyskujących na popularności i pozwalających na wykrywanie wzorców zachowań rzeczywistych obiektów.

Zastosowanie Digital Twin

Cyfrowy bliźniak stanowi ważny element czwartej rewolucji przemysłowej i jest wykorzystywany zarówno do projektowania pojedynczych przedmiotów, jak i skomplikowanych urządzeń. Dzięki cyfrowym modelom rzeczywistych przedmiotów można:

• wizualizować dane procesowe w sposób przystępny dla odbiorców,
• sprawdzać różne rozwiązania i wprowadzać zmiany w produktach,
• testować prototypy urządzeń pod kątem funkcjonalności, wytrzymałości i oczekiwań użytkowników,
• analizować błędy i niezgodności w koncepcjach projektowych oraz eliminować je już na wczesnym etapie projektu komercyjnego,
• przeprowadzać szkolenie obsługi przed zbudowaniem urządzenia w fabryce.

Bliźniak cyfrowy sprawdza się m.in. w przemyśle motoryzacyjnym do budowy i projektowania aut czy linii technologicznych, a także w innych branżach, których produkty wymagają połączenia projektowania mechanicznego, materiałowego oraz elektrycznego. Swoim obszarem obejmuje kompletny cykl życia produktów, a wykorzystując dane z pracujących maszyn i urządzeń, przyczynia się do rozwoju i udoskonalania projektu.

Cyfrowa Fabryka w ofercie firmy 3Deling

Skanowanie laserowe daje inżynierom, architektom i konstruktorom nieograniczone możliwości, by tworzyć nowe i ulepszać już istniejące projekty. Firma 3Deling regularnie angażuje się w projekty związane z przemysłem. Proces digitalizacji zaczynamy się od dokładnego skanowania laserowego istniejącej konstrukcji oraz tworzenia dokumentacji powykonawczej. Współpracujemy z klientem na każdym etapie procesu projektowania, aż do weryfikacji, czy projekt odpowiada rzeczywistemu stanowi rzeczy.

Jednak nie musi to być etap końcowy naszej współpracy. Oferujemy bardziej szerokie, innowacyjne rozwiązanie w postaci tzw. Cyfrowej Fabryki (Digital Plant). Jest to cyfrowa baza danych elementów instalacji, która zawiera informację przestrzenną, czyli model 3D razem ze szczegółowymi informacjami o każdym konkretnym elemencie instalacji. Dzięki temu nasi klienci dostają możliwość korzystania z zebranych informacji zarówno przy pojedynczym projekcie, jak i podczas procesu zarządzania instalacją.

Nasze modele Cyfrowych Bliźniaków możemy oferować na bazie istniejących formatów, takich jak PDS (Intergraph) lub PDMS (AVEVA. Dysponujemy też autorskim oprogramowaniem.

WebPano – platforma online do udostępniania i przeglądania modeli Cyfrowych Bliźniaków

Oferujemy własny serwis internetowy – WebPano, który umożliwia udostępnianie oraz przeglądanie danych ze skanowania, a także trójwymiarowych modeli. To dedykowana platforma webowa dla naszych Cyfrowych Bliźniaków. Korzystający z niej użytkownicy mogą m.in. dokonywać pomiarów czy tworzyć notatki, które są widoczne również dla innych wybranych użytkowników.

WebPano oferuje trzy tryby widoku:

• panoramiczny z danymi skanowania,
• orbita 3d,
• spacer 3d z modelami 3d i hotspotami Pano.

Jest to narzędzie służące do komunikacji pomiędzy inżynierami z różnych branż w całym procesie projektowym. Dzięki niemu mogą omawiać, przeglądać i sprawdzać aktualną sytuację w projekcie nie ruszając się zza swojego biurka. Nie potrzebują do tego żadnych wtyczek, a jedynie dowolnej przeglądarki internetowej. Platforma WebPano pozwala znacznie ograniczyć osobiste wizyty w obiekcie, a korzystać z niej mogą z łatwością nawet mniej doświadczeni użytkownicy.

Jeśli są Państwo zainteresowani wykonaniem digitalizacji dowolnego projektu z branży przemysłowej, zapraszamy do kontaktu. Każdy projekt Cyfrowego Bliźniaka wyceniamy indywidualnie. Nasze usługi wykonujemy w Polsce i wielu innych krajach. Dzięki nim można zwiększyć efektywność, zmniejszyć koszty i zaoszczędzić czas podczas całego procesu zarządzania projektem.