Digitální dvojčata: vytvářejte chytřejší produkty včas bez překročení rozpočtu

Digitální dvojčata: vytvářejte chytřejší produkty

Aby společnosti udržely krok v oblasti strojních konstrukcí, je nutné vyvážit rychlost inovací a schopnost uvádět své produkty na trh včas a bez překročení rozpočtu. Problémy s novými konstrukcemi se obvykle projeví při uvádění do provozu, kdy fyzické prototypy odhalí opomenutí a chyby. Problémy odhalené při uvádění do provozu jsou tak vlastně často považovány za běžné a nutné náklady, protože nové produkty velkou měrou ovlivňují úspěšnost firmy.

V odvětví výroby strojů však některé společnosti investují více prostředků do počátečního návrhu, což dramaticky snižuje počet problémů v pozdějších stádiích vývoje. Tato technika se osvědčila v leteckém, kosmickém nebo automobilovém průmyslu. Hhodnocení několika konstrukčních strategií ukázalo, že zvýšení počátečních nákladů o pouhých 5–10 % může snížit překročení nákladů o 50–100 %1.

Do čeho se tato dodatečná investice vložila? Klíčovou technologií, která se v oblasti návrhu strojů prosazuje, je využití digitálních dvojčat, tj. virtuálního modelu fyzického systému. Digitální dvojčata umožňují pochopit dynamiku celého systému v rámci jednoho sjednoceného modelového prostředí a pomáhají získat konkrétní informace o součinnosti jednotlivých komponent. Díky těmto informacím mohou technici odhalit konstrukční problémy, zvláště pokud jejich produkty obsahují nová, neověřená konstrukční řešení.

Digitální dvojčata mohou hrát významnou roli při přípravě konceptu nového produktu, protože rozšiřují možnosti techniků při návrhu. Digitální dvojčata představují modely celého systému, které rychle generují výsledky simulací. Technici tak mohou snadno otestovat potenciální scénáře a pouhou úpravou konstrukčních parametrů prozkoumat různé varianty, přičemž výsledky získavají během několika minut. Pokud by tak technik navrhoval například stroj s velmi rychlým motorem, díky jeho digitálnímu dvojčeti získá kompletní obrázek o celkovém dynamickém zatížení tohoto motoru a může snížit riziko selhání komponent po dodání.

Kromě toho, že se fáze vývoje konceptu stává bezpečnější a efektivnější, využití technologie digitálních dvojčat s sebou přináší celou řadu dalších výhod pro techniky:

Model digitálního dvojčete (vpravo) lze využít pro testování PLC kódu (vlevo), v rámci běžného automatizačního softwaru tak bude dostupný nový proces, čímž se zajistí bezproblémové uvádění do provozu.

Aby společnosti udržely krok v oblasti strojních konstrukcí, je nutné vyvážit rychlost inovací a schopnost uvádět své produkty na trh včas a bez překročení rozpočtu. Problémy s novými konstrukcemi se obvykle projeví při uvádění do provozu, kdy fyzické prototypy odhalí opomenutí a chyby. Problémy odhalené při uvádění do provozu jsou tak vlastně často považovány za běžné a nutné náklady, protože nové produkty velkou měrou ovlivňují úspěšnost firmy.

V odvětví výroby strojů však některé společnosti investují více prostředků do počátečního návrhu, což dramaticky snižuje počet problémů v pozdějších stádiích vývoje. Tato technika se osvědčila v leteckém, kosmickém nebo automobilovém průmyslu. Hhodnocení několika konstrukčních strategií ukázalo, že zvýšení počátečních nákladů o pouhých 5–10 % může snížit překročení nákladů o 50–100 %1.

Do čeho se tato dodatečná investice vložila? Klíčovou technologií, která se v oblasti návrhu strojů prosazuje, je využití digitálních dvojčat, tj. virtuálního modelu fyzického systému. Digitální dvojčata umožňují pochopit dynamiku celého systému v rámci jednoho sjednoceného modelového prostředí a pomáhají získat konkrétní informace o součinnosti jednotlivých komponent. Díky těmto informacím mohou technici odhalit konstrukční problémy, zvláště pokud jejich produkty obsahují nová, neověřená konstrukční řešení.

Digitální dvojčata mohou hrát významnou roli při přípravě konceptu nového produktu, protože rozšiřují možnosti techniků při návrhu. Digitální dvojčata představují modely celého systému, které rychle generují výsledky simulací. Technici tak mohou snadno otestovat potenciální scénáře a pouhou úpravou konstrukčních parametrů prozkoumat různé varianty, přičemž výsledky získavají během několika minut. Pokud by tak technik navrhoval například stroj s velmi rychlým motorem, díky jeho digitálnímu dvojčeti získá kompletní obrázek o celkovém dynamickém zatížení tohoto motoru a může snížit riziko selhání komponent po dodání.

Kromě toho, že se fáze vývoje konceptu stává bezpečnější a efektivnější, využití technologie digitálních dvojčat s sebou přináší celou řadu dalších výhod pro techniky:

Chad Schmitke
Zveřejněno 2 Červenec 2018 Autor Chad Schmitke, Senior Product Director, Maplesoft

Kontakt

Společnost Rockwell Automation vám spolu se svými partnery nabízí své mimořádné znalosti, které vám pomohou s návrhem, implementací a podporou vašich investic do automatizace.

Automation Today

Získejte nejnovější informace o technologických trendech a řešení od Rockwell Automation.