Cyfrowy bliźniak i wirtualne uruchomienie

Standardowe i powszechne zastosowanie cyfrowego bliźniaka w inżynierii i budowie maszyn, instalacji i systemów

Odkryj potencjał cyfrowego bliźniaka! Koncepcja ta odgrywa kluczową rolę w Przemyśle 4.0, ponieważ jej celem jest powiązanie wszystkich istotnych modeli informacyjnych dla komponentów automatyki i funkcjonalnych łańcuchów oraz udostępnienie ich w postaci cyfrowych reprezentacji. Dotyczy to np. dokumentacji oraz geometrii i modeli symulacyjnych, które powinny być dostępne i możliwe do wykorzystania w całym cyklu życia danego produktu: od procesu inżynierskiego, poprzez wirtualne uruchomienie (VIBN) i fazy eksploatacji, aż po recykling. Poznaj świat cyfrowych bliźniaków i z naszą pomocą przenieś swoje procesy produkcyjne na wyższy poziom.

Cyfrowe bliźniaki to znacznie więcej niż modele 3D. Są to cyfrowe obrazy rzeczywistych obiektów fizycznych z wszelkimi informacjami o elementach składowych i wzajemnych powiązaniach systemu. 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. Powłoka administracyjna jest wykorzystywana jako centralny element techniczny do wdrażania cyfrowych bliźniaków.

Powłoka administracyjna (Asset Administration Shell)

Zarządzanie powłoką administracyjną to koncepcja, która praktycznie wdraża cyfrowe bliźniaki dla Przemysłu 4.0 i ustanawia interoperacyjność pomiędzy rozwiązaniami pochodzącymi od różnych dostawców. Umożliwia korzystanie z różnych kanałów komunikacyjnych i aplikacji oraz służy jako łącznik między obiektami Internetu Rzeczy a sieciowym, cyfrowym i rozproszonym światem.

Powłoka administracyjna składa się z szeregu podmodeli, w których opisane są wszystkie informacje i funkcjonalności danego zasobu. Te podmodele mogą zawierać cechy, charakterystyki, właściwości, status, parametry, dane pomiarowe i możliwości oraz zapewniać ustandaryzowany i międzyprodukcyjny dostęp we wszystkich fazach cyklu życia.

Przykłady zastosowań bliźniaka cyfrowego

Cyfrowa tabliczka znamionowa

Tabliczki znamionowe naniesione na produkt są ograniczone w swojej zawartości informacyjnej przez dostępne miejsce na produkcie lub przez wielkość produktu i możliwą do wykorzystania wielkość czcionki. Podmodel "cyfrowa tabliczka znamionowa" udostępnia w formie cyfrowej wszystkie istotne informacje, w tym certyfikaty i dokumentację.

To są twoje korzyści:

  • Oszczędność czasu i kosztów: natychmiastowy dostęp do najnowszych dokumentów
  • Brak kosztów druku i logistyki: ważna, niezależna od producenta norma wg DIN SPEC 91406
  • Zrównoważony rozwój: oszczędza zasoby i sprawia, że dokumentacja papierowa jest zbędna
  • Dostępność na całym świecie: udostępnia dokumenty w danym języku narodowym, jak również lokalne certyfikaty (CE, CCC, ...)

Ustrukturyzowane dane techniczne nadające się do odczytu maszynowego

Dane techniczne komponentów i systemów są zapisane w oddzielnym podmodelu i są dostępne w ustrukturyzowanej i semantycznie jednoznacznej formie. Dzięki temu, w przeciwieństwie do dzisiejszej dokumentacji, informacje te mogą być rejestrowane i przetwarzane automatycznie.

To są twoje korzyści:

  • Centralny zasobnik informacji zawiera wszystkie ważne dane o produkcie.
  • Bez uciążliwego wyszukiwania w portalach internetowych specyficznych dla danego producenta lub dokumentacji papierowej.
  • Dane techniczne i charakterystyki są opisane semantycznie jednoznacznie i są dostępne do obróbki maszynowej.

Wirtualne uruchomienie

Dostosowane modele zachowań do wirtualnego uruchomienia pozwalają na równoległe przeprowadzenie etapów rozwoju i tym samym skrócenie czasu wprowadzania na rynek.

To są twoje korzyści:

  • Skrócony czas potrzebny na opracowanie i uruchomienie maszyn i systemów.
  • Zwiększona jakość modelu dzięki wykorzystaniu wiedzy dziedzinowej Festo.
  • Zmniejszenie nakładów na rozwój i utrzymanie bibliotek modeli.

Gdzie zdobyć pierwsze powłoki administracyjne?

Rozpoczęliśmy już tworzenie powłok administracyjnych dla wybranych komponentów. Są one stale poszerzane o nowe submodele i dodatkowe produkty. W przypadku rodzin produktów przedstawionych powyżej, pierwsze powłoki administracyjne są już dostępne do użytku pilotażowego. Realizowane są następujące submodele:

  • Cyfrowa tabliczka znamionowa
  • Informacje kontaktowe
  • Dane techniczne
  • Dokumentacja
  • Modele CAD
  • Modele ECAD

Stale rozwijamy powłoki administracyjne dla kolejnych rodzin produktów, jak również bardziej zaawansowanych submodeli. Aktualnie dostępne powłoki administracyjne dla wyżej wymienionych produktów można znaleźć w naszym sklepie w obszarze pobierania CAD pod nazwą "Digital Twin". Przykład: Cyfrowy bliźniak dla jednostki mini DGST. (Wymagany login)

Do łatwego przeglądania powłok administracyjnych polecamy program AASX Package Explorer, który jest dostarczany przez Industrial Digital Twin Association. Aby dowiedzieć się więcej, odwiedź idtwin.org.

Symulacja i wirtualne uruchomienie

Ważnym przypadkiem zastosowania symulacji jest wirtualne uruchomienie. W modelu cyfrowym projektant maszyny może łatwiej sprawdzić, jak poruszają się rzeczywiste fizyczne napędy i przetwarzają sygnały z enkodera przemieszczenia lub czujników położenia końcowego. Wirtualne uruchomienie umożliwia równoległe przeprowadzenie procesów w fazie projektowania maszyny lub instalacji, zapewnienie wyższej jakości przy opracowywaniu programu sterowania oraz skrócenie czasu rzeczywistego uruchomienia na hali produkcyjnej.

Aktywnie wspieramy rozwój submodelu "Simulation Model" dla powłoki administracyjnej i polegamy na standardowym formacie FMI/FMU (Functional Mockup Interface/Functional Mockup Unit) w celu odwzorowania zachowania. Ten otwarty standard zyskuje na znaczeniu i obecnie jest wspierany również przez znanych producentów narzędzi. Zaletami są prosta wymiana modeli i ich integracja z produktami dowolnego producenta.