Digitální dvojče a virtuální uvedení do provozu

Standardizované a univerzální využití digitálního dvojčete při výrobě strojů a zařízení

Objevte potenciál digitálních dvojčat! V rámci Průmyslu 4.0 hraje tato koncepce klíčovou roli, protože sdružuje všechny relevantní informační modely pro automatizační komponenty i funkční řetězce a poskytuje je v digitální formě. Patří sem například dokumentace, geometrie a simulační modely, které by měly být dostupné a použitelné po celý životní cyklus: od konstrukce a virtuálního uvedení do provozu (VIBN) přes provoz až po recyklaci. Ponořte se do světa digitálních dvojčat a s naší pomocí posuňte svou výrobu na vyšší úroveň.

Digitální dvojčata jsou mnohem víc než jen 3D modely. Jsou to digitální znázornění skutečných fyzických objektů s řadou informací o součástech a souvislostech systému. Obsahují jasný popis jejich schopností, jejich role ve stroji, jejich chování, simulace jejich kinematiky i kinetiky a také jejich komunikace. Architektura strojů pro Průmysl 4.0 vychází z digitálních dvojčat, 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. Administrativní shell se používá jako centrální technický prvek pro zavedení digitálních dvojčat.

Administrační schell (Asset Administration Shell)

Administrační shell je koncepce, která prakticky zavádí digitální dvojčata pro Průmysl 4.0 a přispívá k vzájemnému souladu mezi řešeními různých výrobců. Umožňuje využití různých komunikačních kanálů a aplikací a slouží jako spojnice mezi objekty internetu věcí a propojeným, digitálním a distribuovaným světem.

Administrační shell se skládá z řady dílčích modelů, ve kterých jsou popsány všechny informace a funkce konkrétního systému. Tyto dílčí modely mohou obsahovat funkce, charakteristiky, vlastnosti, stav, parametry, naměřená data i schopnosti a nabízet standardizovaný a na výrobci nezávislý přístup ve všech fázích životního cyklu.

Ukázkové případy použití digitálního dvojčete

digitální typový štítek

Typové štítky připojené k výrobku jsou ve svém informačním obsahu omezeny dostupnou plochou na výrobku nebo velikostí výrobku a použitelnou velikostí písma. Dílčí model „Digitální typový štítek“ zpřístupňuje všechny relevantní informace, včetně certifikátů a dokumentace, v digitální podobě.

Tady jsou výhody:

  • šetří čas a peníze: okamžitý přístup k nejnovějším dokumentům
  • žádné náklady na tisk a logistiku: platná norma nezávislá na výrobci podle DIN SPEC 91406
  • udržitelnost: šetří zdroje a činí papírovou dokumentaci nadbytečnou
  • dostupnost kdekoliv na světě: zpřístupňuje dokumenty a místní certifikáty v příslušném národním jazyce (CE, CCC,...).

Strukturované strojově čitelné technické údaje

Technické údaje komponentů a systémů jsou zahrnuty do samostatného částečného modelu a jsou k dispozici strukturovaně a sémanticky jednoznačným způsobem. Na rozdíl od dnešní dokumentace lze tedy tyto informace zjišťovat a zpracovávat automaticky.

Tady jsou výhody:

  • centrální informační kontejner obsahuje všechny důležité údaje o výrobku
  • žádné těžkopádné hledání na online portálech specifických pro výrobce nebo v papírové dokumentaci
  • technické údaje a vlastnosti jsou jasně sémanticky popsány a jsou k dispozici pro strojové zpracování

Virtuální uvedení do provozu

Modely chování na míru pro virtuální uvedení do provozu umožňují postupovat při vývoji paralelně, zkracují dobu uvedení na trh.

Tady jsou výhody:

  • kratší čas potřebný pro vývoj a uvedení strojů a systémů do provozu
  • vysoká kvalita modelů díky využití znalostí domény Festo
  • menší potřebné úsilí při vývoji a údržbě knihoven modelů

Odkud získáte první administrační shelly?

Již jsme začali vytvářet administrační shelly pro vybrané komponenty. Ty jsou neustále rozšiřovány o nové modely a další výrobky. První administrační shelly jsou pro Vás již k dispozici pro výše uvedené řady výrobků. Implementovány jsou následující modely:

  • digitální typový štítek
  • kontaktní informace
  • technické údaje
  • dokumentace
  • modely CAD
  • modely ECAD

Průběžně vyvíjíme administrační shelly pro další řady výrobků a další modely. Aktuálně dostupné administrační shelly pro výše uvedené výrobky najdete v našem obchodu v oblasti CAD ke stažení pod označením „digitální dvojče“. Příklad: digitální dvojče pro saně mini DGST. (Vyžadováno přihlášení)

Pro snadné prohlížení administračních shellů doporučujeme AASX Package Explorer, který poskytuje Industrial Digital Twin Association. K tomu navštivte idtwin.org.

Simulace a virtuální uvedení do provozu

Důležitou aplikací simulace je virtuální uvedení do provozu. V digitálním modelu může vývojář stroje velmi snadno otestovat, jak se skutečné fyzické pohony pohybují, a dále zpracovávat signály z odměřování polohy nebo čidel koncové polohy. Virtuální uvádění do provozu umožňuje paralelní postupy ve fázi konstrukce stroje nebo zařízení, zkvalitnit vývoj řídicího programu a zkrátit dobu skutečného uvedení do provozu.

Aktivně podporujeme vývoj modelu „simulační model“ pro administrační shell a k mapování chování používáme standardní formát FMI/FMU (Functional Mockup Interface/Functional Mockup Unit) nezávislý na výrobci. Tento otevřený standard je stále důležitější a nyní jej používají i známí výrobci nástrojů. Výhodou je jednoduchá výměna modelů a jejich integrace mezi výrobci.