Digital Twinとバーチャルコミッショニング

機械およびプラントエンジニアリングにおけるDigital Twinの標準化された一貫導入

Digital Twinの可能性をご覧ください! このコンセプトにより、Industry 4.0の導入において自動化コンポーネントと機能チェーンに関するすべての情報モデルを包括し、これらをデジタル化して提供することが可能になります。 このコンセプトにはたとえば、エンジニアリングプロセスからバーチャル コミッショニング(VIBN)および運用段階からリサイクルに至るまでライフサイクル全体を通じてドキュメントやジオメトリモデルおよびシミュレーションモデルを使用可能な状態に維持することが含まれます。 Digital Twinの世界をさらに詳しくご覧いただき、Festoのサポートを通じてお客様の生産を次のレベルに引き上げることができます。

Digital Twinは仮想的に動く単なる3Dモデルではありません。 これらはコンポーネントとシステム関連に関する多くの情報を含む、実際の対象物のデジタル画像です。 これにはコンポーネントの機能やマシン内での役割と動作, コンポーネントの運動学および動力学のシミュレーション, それらの通信の明確な説明が含まれています。 Festoはアセット・アドミニストレーション・シェルを開発し、2020年、Industrial Digital Twin Association(IDTA)を共同設立し、重要な展開を始めました。 これにより、すべての市場参加者(ユーザー、工具メーカー、部品メーカー)にとって規格化された基盤を形成するデジタル・インフラが構築されました。

アセット管理シェル(Asset Administration Shell)

アドミニストレーション・シェルはDigital twinを実質的に実装し、異なるプロバイダーのソリューション間の相互運用性を生み出すコンセプトである。 このコンセプトにより、さまざまな通信チャネルとアプリケーションの使用を可能にし、"モノのインターネット(Internet of Things)"と、ネットワーク化されたデジタルおよび分散型世界との間をリンクすることが可能になります。

アセット管理シェルは特定のアセットのすべての情報と機能が記述されている多数のサブモデルで構成されています。 これらのサブモデルには機能, 特性, プロパティ, ステータス, パラメータ, 測定データおよび機能性を含めることが可能で全ライフサイクル期間を通じて規格化された、メーカに左右されないアクセスを可能にします。

Digital Twinの使用例

デジタル式銘板

製品に付与されている銘板は製品における使用可能な領域または製品の寸法, 使用可能なフォントサイズによって情報の表記内容が制限されます。「デジタル式銘板」サブモデルは証明書や文書を含む、すべての関連情報をデジタル形式で利用可能にします。

もたらされるメリット:

  • 時間と費用の節約:最新ドキュメントにすぐにアクセスが可能
  • 印刷費用および物流費用の削減:DIN SPEC 91406 に準拠した全メーカに有効な基準
  • 持続可能性:リソースを節約し、紙製のドキュメントが不要
  • 全世界で利用可能性を確保:各国の言語と現地の証明書(CE、CCC など)形式で文書が利用可能になります。

構造化された機械可読式技術データ

コンポーネントとシステムの技術データは個別のサブモデルに記録され、構造化された意味理解に基づく一意の方法で利用することができます。このため従来のドキュメントとは異なり、これらの情報は自動的に記録および処理することができます。

もたらされるメリット:

  • 情報集中管理コンテナには重要なすべての製品データが含まれています。
  • メーカー固有のオンラインポータルや紙のドキュメントで面倒な検索を行う必要がありません。
  • 技術データと特性は意味理解に基づく一意の方法で記述されており、機械処理に使用することが可能です。

バーチャルコミッショニング

バーチャルコミッショニング向けにカスタムされた動作モデルにより、開発ステップを並行して実行することができるため、市場投入までの時間が短縮されます。

もたらされるメリット:

  • 機械とシステムの開発時間とコミッショニングに必要な時間を短縮します。
  • Festoの専門知識を利用することでモデル品質を向上することができます。
  • モデルライブラリの開発および保守作業が不要になります。

最初のアセット管理シェルはどこから入手できるでしょうか?

アセット・アドミニストレーション・シェル(AAS)は について、すでに事前に作成されています。20,000ものカタログ製品アセット管理シェル(AAS)はあらかじめ作成されており、中央のクラウド・リポジトリからダウンロードできます。 新しいサブモデルと追加製品とともに、アセット管理シェルは継続的に拡張されています。 利用可能な資産管理シェルには以下の内容(AASサブモデル)が含まれています:

  • テクニカルデータ
  • デジタル式銘板
  • 連絡先情報
  • 文書
  • CADモデル
  • ECAD モデル

上記の製品で現在利用可能なアセット管理シェルは"Digital Twin"という名称でCADダウンロードエリアで提供されています。 例例:スライドテーブルDGSTのデジタルツイン、サーボドライブコントローラCMMTのデジタルツイン. (ログインが必要です)

AASのサブモデル"テクニカル・データ"に含まれる情報は規格化されたECLASSのクラス特性を使用しています。 これにより、顧客のソフトウェア・ランドスケープへの自動インポートが可能になります。 Festoは長年に渡るECLASSメンバーであり、空気圧および電動オートメーション部品の仕様策定を牽引してきました。

従来のダウンロードに加え、規格化されたAAS APIインタフェースを介して製品データを自動的に取得できるプロトタイプ・サーバー・アクセスも提供しています。 独占テストへのアクセスについてはまでご連絡ください。

シミュレーションとバーチャルコミッショニング

シミュレーションが重要となる用途はバーチャルコミッショニングです。 デジタルモデルにより、機械開発者は実際の物理的ドライブがどのように作動するかを最小限の労力で試験し、位置測定システムまたはエンドポジションセンサから出力される信号をさらに処理することができます。 バーチャルコミッショニングにより、機械やシステムの構築段階でプロセスを並列化して実行し、制御プログラムの開発でより高い品質を確保し、製造現場での実際のコミッショニングの時間を短縮することができます。

アセット管理シェル向け"シミュレーションモデル"サブモデルの開発を積極的にサポートし、メーカーに依存しない標準形式FMI/FMU(Functional Mockup Interface/Functional Mockup Unit) を使用して動作をマッピングします。 このオープンスタンダードはますます重要性を増しており、現在では主要なツールメーカーからもサポートされています。 このためモデルを簡単に交換することができ、異なるメーカー間で統合が可能になります。