W produkcji przyszłości wszystkie komponenty i systemy będą połączone ze sobą w sieć. Cyfrowe modele komponentów lub systemów - znane jako cyfrowe bliźniaki - odgrywają tu kluczową rolę, począwszy od fazy projektowania, aż do uruchomienia i eksploatacji. Przyczyniają się one do optymalizacji systemu i upraszczają zarządzanie cyklem życia produktu. W tym celu prowadzimy badania i angażujemy się w opracowywanie rozwiązań dla różnych producentów. W przyszłości chcielibyśmy zaoferować naszym klientom Cyfrową Fabrykę Bliźniaków, w której mogliby oni szybko i łatwo zintegrować cyfrowe bliźniaki swoich indywidualnie skonfigurowanych produktów Festo ze swoim środowiskiem inżynierskim.
Stale poszerzający się wachlarz funkcji przynosi ogromny wzrost wymagań i pracy dla konstruktorów maszyn, Dlatego w przyszłości chcielibyśmy dostarczać cyfrowe bliźniaki dla naszych komponentów i systemów. Modele oparte na fizyce dokładnie odwzorowują możliwości komponentów. Dzięki temu znacznie skracają czas realizacji projektów klientów i zwiększają produktywność. Klienci mogą symulować, testować i wprowadzać kolejne poprawki do sprzętu, zanim jeszcze wezmą go do ręki. Na przykład mogą zaprojektować i zaprogramować optymalne, wydajne systemy handlingowe za pomocą wirtualnego modelu. Konstruktorzy maszyn mogą wykrywać i usuwać usterki we wczesnym stadium, co w znacznym stopniu przyczynia się do wydajnej i stabilnej pracy kolejnych systemów i instalacji.
Cyfrowe bliźniaki to coś więcej niż tylko trójwymiarowe modele, które poruszają się wirtualnie. Są to obrazy cyfrowe zawierające wszelkiego rodzaju informacje o komponentach. Obejmuje to unikalny opis ich możliwości, ich roli w maszynie, ich zachowania, symulacji ich kinematyki i kinetyki oraz ich komunikacji.
Architektura maszyn Przemysłu 4.0 opiera się w całości na cyfrowych bliźniakach, które dzięki ustandaryzowanemu interfejsowi komunikacyjnemu ułatwiają życie naszym klientom praktycznie w całym cyklu życia maszyny: od wirtualnego uruchomienia i sterowania maszyną po gromadzenie danych i wynikające z tego usługi o wartości dodanej, takie jak konserwacja czy diagnostyka. Do tej pory maszyny nie posiadały cyfrowej ciągłości, co utrudnia pełne usieciowienie wszystkich obiektów. Dlatego Festo pracuje nad bezproblemową i spójną technologią komunikacji. Jednym z interfejsów, który został już ustandaryzowany jest Functional Mock-up Interface (FMI), służący do łączenia modeli fizycznych niezależnie od producenta. Powłoka administracyjna jest wykorzystywana jako centralny element techniczny do wdrażania cyfrowych bliźniaków.
Cyfrowe bliźniaki ułatwiają pracę już na etapie planowania i przygotowywania konkretnych propozycji. Inteligentne algorytmy umożliwiają zaprojektowanie i skonfigurowanie komponentów w sposób optymalny, a przy tym energooszczędny.
W modelu wirtualnym operator systemu nie musi wykonywać żadnych czynności programowych, aby sprawdzić, czy na przykład można przesunąć wózek, i może przeglądać dane procesowe z enkodera przemieszczenia lub czujnika położenia końcowego. Jeśli programista chce stworzyć sekwencje sterujące dla maszyny, mogą one być łatwo skompilowane przy użyciu funkcji komponentów, takich jak wysuwanie, obracanie czy chwytanie.
Monitorowanie stanu generuje komunikat, gdy komponenty eksploatacyjne zbliżają się do końca okresu użytkowania. Cyfrowy bliźniak maszyny może wtedy np. automatycznie zamawiać części zamienne. Jeśli w tym momencie pojawią się nowsze modele wymienianych komponentów, klient może wykorzystać środowisko wirtualne, aby najpierw przetestować, jak działają nowe komponenty, a następnie odpowiednio je zamówić.
Ponadto, monitorowanie stanu może tworzyć plany konserwacji predykcyjnej w interakcji z modelami symulacyjnymi cyfrowych bliźniaków. Klienci mogą również wykorzystać cyfrowe bliźniaki do opracowania i przetestowania kolejnych zmian lub rekonfiguracji na wirtualnym modelu, zanim zostaną one wdrożone na maszynie, co przyspiesza proces wdrożenia.