Oblast výzkumu digitálního inženýrství

Standardizace a interoperabilita digitálních dvojčat zvyšují účinnost a kvalitu.

Při výrobě zítřka jsou všechny komponenty a zařízení vzájemně propojeny. Digitální dvojčata – tj. digitální kopie součástí či zařízení – v tom hrají klíčovou roli, od návrhu až po uvedení do provozu a provoz. Přispívají k optimalizaci zařízení a zjednodušují management životního cyklu. Naším zájmem je výzkum a zavádění řešení nezávislých na výrobci. V budoucnu bychom Vám chtěli nabídnout Digital Twin Factory - továrnu, ve které budete moci snadno a rychle integrovat digitální dvojčata svých individuálně nakonfigurovaných výrobků Festo do vlastního prostředí.

Jak jsou funkce stále rozsáhlejší, požadavky a nároky výrobců strojů enormně rostou. Proto bychom chtěli v budoucnu poskytnout digitální dvojčata pro naše komponenty a systémy. Fyzikální modely přesně reprodukují schopnosti komponentů. Výrazně se tím zkracují termíny v projektech a zvyšuje se produktivita. Můžete zařízení simulovat, testovat a měnit ještě předtím, než obdržíte daný kus hardwaru. Například na virtuálním modelu můžete optimálně a efektivně navrhovat a programovat manipulační systémy. Výrobce strojů může v počáteční fázi najít a opravit chyby, což významně přispívá k efektivnímu a stabilnímu provozu pozdějšího systému.

Digitální dvojčata

Digitální dvojčata jsou mnohem víc než jen 3D modely, které se pohybují virtuálně. Jsou to digitální kopie se spoustou informací o součástech. Obsahují jasný popis jejich schopností, jejich role ve stroji, jejich chování, simulace jejich kinematiky i kinetiky a také jejich komunikace.

Základy architektury strojů pro Industry 4.0 leží zcela na digitálních dvojčatech, která díky standardizovanému komunikačnímu rozhraní usnadňují život zákazníkům prakticky po celý životní cyklus stroje: od virtuálního uvádění do provozu a řízení až po sběr dat a výslednou službu s přidanou hodnotou, jako je údržba nebo diagnostika. Stroje dosud postrádaly digitální konzistenci, která je potřebná pro úplné propojení všech objektů do sítě. Proto pracujeme na spolehlivé a konzistentní komunikační technologii. Již standardním rozhraním pro připojení fyzických modelů bez ohledu na jejich výrobce je funkční rozhraní mock-up (FMI), Administrativní shell se používá jako centrální technický prvek pro implementaci digitálních dvojčat.

Plánování a konstrukce

Digitální dvojčata usnadňují už plánování a přípravu konkrétní nabídky. Díky inteligentním algoritmům lze komponenty navrhovat a konfigurovat optimálně a současně energeticky efektivně.

Výhody při uvádění do provozu

Provozovatel zařízení může například ve virtuálním modelu vyzkoušet, zda může pohybovat saněmi, a podívat se na procesní data z odměřování polohy nebo z čidel koncových poloh, a to bez jakýchkoliv nákladů na programování. Pro vývoj řídicích postupů jsou k dispozici schopnosti komponentů, jako je vysouvání, otáčení nebo úchop, pomocí kterých je snadné sestavit celý požadovaný proces.

Diagnostika a údržba během provozu zjednodušují správu životního cyklu

Sledování stavu během provozu předem ohlásí, že se blíží konec životnosti součástí. Digitální dvojče stroje pak může například automaticky objednávat náhradní díly. Pokud existují modely pro součásti, které mají být právě vyměněny, můžete nejprve vyzkoušet interakci nových dílů ve virtuálním prostředí a teprve pak je s jistotou objednat.

Sledování stavu navíc může vést k tvorbě plánů prediktivní údržby ve spojení se simulačními modely digitálních dvojčat. Digitální dvojčata také můžete použít k vývoji a testování pozdějších změn nebo nových konfigurací stroje, a to předem na virtuálním modelu, jejich zavedení bude potom rychlejší.