Gémeo digital e colocação em funcionamento virtual

Utilização normalizada e universal do gémeo digital na engenharia mecânica e industrial

Descubra o potencial do gémeo digital! Este conceito desempenha um papel principal na Indústria 4.0, uma vez que se destina a agrupar todas as informações relevantes para componentes de automação e cadeias funcionais e disponibilizá-las como representações digitais. Isto inclui, por exemplo, as especificações técnicas, a documentação e arquivos de geometria e simulação, que devem estar disponíveis e ser aplicáveis ao longo do ciclo de vida do produto: da engenharia através da colocação em funcionamento virtual (VIBN) e das fases de funcionamento até à reciclagem. Deixe-se absorver pelo mundo dos gémeos digitais e leve a sua engenharia e os seus processos de produção para o próximo nível com a nossa ajuda.

Os gémeos digitais são muito mais do que apenas modelos 3D. São imagens digitais de objetos físicos reais com todo o tipo de informação sobre os componentes e as interrelações do sistema. Isto inclui a descrição clara das suas respetivas capacidades, função dentro da máquina, comportamento, a simulação correspondente da cinemática e cinética e a comunicação. A Festo iniciou um importante avanço com a criação da Asset Administration Shell e com a cofundação da Industrial Digital Twin Association (IDTA) em 2020, estabelecendo uma infraestrutura digital que constitui a base normalizada para todos os intervenientes do mercado: utilizadores, fabricantes de ferramentas e fabricantes de componentes.

Asset Administration Shell

Asset Administration Shell é um conceito que praticamente efetua a implementação dos gémeos digitais e estabelece a interoperabilidade entre conceitos de diferentes fornecedores. O conceito permite a utilização de diferentes canais e aplicações de comunicação e serve como ligação entre objetos da Internet das Coisas e o mundo interligado, digital e distribuído.

A estrutura de gestão consiste numa série de submodelos nos quais são descritas todas as informações e funcionalidades de um determinado ativo. Estes submodelos podem conter funções, propriedades, estados, parâmetros, dados de medição e capacidades, e proporcionam um acesso normalizado e entre fabricantes em todas as fases do ciclo de vida.

Casos de uso a modo de exemplo para a aplicação do gémeo digital

Placa de identificação digital

As placas de identificação dispostas sobre o produto estão limitadas no seu conteúdo informativo devido ao espaço disponível no produto ou devido ao tamanho do produto e ao tamanho de letra utilizável. O submodelo "placa de identificação digital" disponibiliza digitalmente todas as informações relevantes, incluindo os certificados e a documentação.

Estas são as suas vantagens:

  • Poupa tempo e custos: acesso imediato aos documentos mais recentes
  • Sem custos de impressão nem de logística: norma válida e independente do fabricante de acordo com DIN SPEC 91406
  • Sustentável: poupa recursos e torna a documentação em papel supérflua
  • Disponibilidade mundial: disponibiliza os documentos no idioma correspondente, bem como os certificados locais (CE, CCC, etc.)

Especificações técnicas estruturadas legíveis por máquina

Os dados técnicos dos componentes e sistemas são registados seguindo um submodelo independente e estão disponíveis de forma estrutura e semanticamente clara. Assim, em contraste com a documentação atual, esta informação pode ser registada e processada automaticamente.

Estas são as suas vantagens:

  • Um repositório de informações central contém todos os dados importantes do produto.
  • Não são necessárias pesquisas complexas em websites específicos do fabricante nem a documentação em papel.
  • As especificações técnicas e as características descrevem-se claramente e estão disponíveis para processamento mecânico.

Colocação em funcionamento virtual

Os modelos de comportamento à medida para a colocação em funcionamento virtual permitem realizar as fases de desenvolvimento em paralelo e encurtar o prazo de comercialização.

Estas são as suas vantagens:

  • Redução do tempo necessário para o desenvolvimento e a colocação em funcionamento de máquinas e sistemas.
  • Aumento da qualidade dos modelos graças ao aproveitamento dos conhecimentos técnicos da Festo.
  • Redução do esforço de desenvolvimento e manutenção das bibliotecas de modelos.

Onde é possível conseguir administrações de ativos?

Atualmente, existem Asset Administration Shells (AAS) pré-criadas para cerca de 20.000 produtos de catálogo, disponíveis para transferência num repositório central da Cloud. São continuamente expandidas para incluir novos submodelos e produtos adicionais. As administrações de ativos disponíveis incluem os seguintes conteúdos (submodelos AAS):

  • Especificações técnicas
  • Placa de identificação digital
  • Informação de contacto
  • Documentação
  • Arquivos CAD
  • Arquivos ECAD

Encontrará as estruturas de gestão disponíveis atualmente na nossa loja, na área de downloads CAD, sob o nome "Gémeo Digital". Exemplos: Gémeo digital para um miniguia DGST e gémeo digital para um regulador de servo acionamento CMMT.. (É necessário iniciar sessão)

As informações contidas no submodelo AAS "Especificações técnicas" utilizam propriedades normalizadas da classe ECLASS, permitindo a importação automatizada para o ecossistema de software dos nossos clientes, sem qualquer esforço manual. A Festo é um membro de longa data da ECLASS e um dos principais impulsionadores das especificações para componentes de automação pneumática e elétrica.

Além do download clássico, também oferecemos um protótipo de acesso via servidor, através do qual os dados dos nossos produtos podem ser obtidos automaticamente por meio de uma API AAS normalizada. Para obter um acesso de teste exclusivo, entre em contacto connosco.

Simulação e colocação em funcionamento virtual

Um caso importante de gémeos digitais é a colocação em funcionamento virtual. No formato digital, o desenhador da máquina pode verificar com menos esforço de que forma se movem os atuadores físicos reais e processar os sinais do sistema de medição de curso ou os sensores de posição final. A colocação em funcionamento virtual permite paralelizar processos durante a fase de construção de uma máquina ou sistema, garantir uma maior qualidade no desenvolvimento do programa de controlo e encurtar o tempo de colocação em funcionamento real na oficina.

A Festo apoia ativamente o desenvolvimento do submodelo "Simulation Model" para a estrutura de gestão e baseaia-se no formato normalizado entre fabricantes FMI/FMU (Functional Mockup Interface/Functional Mockup Unit) para representar o comportamento. Esta norma aberta é cada vez mais importante, sendo também apoiada por ferramentas de simulação. As vantagens são a simples troca de arquivos e a sua integração entre fabricantes.