Pri výrobe zajtrajška sú všetky komponenty a zariadenia navzájom prepojené. Digitálne dvojčatá, teda digitálne obrazy komponentov alebo zariadení, zohrávajú kľúčovú úlohu od návrhu cez uvedenie do prevádzky po prevádzku. Prispievajú k optimalizácii zariadenia a zjednodušujú riadenie životného cyklu. Pri výskume sa snažíme o zavedenie riešení nezávislých od výrobcov. V budúcnosti by sme chceli našim zákazníkom ponúknuť továreň Digital Twin Factory, v ktorej by sa dokázali digitálne dvojčatá rýchlo a jednoducho spojiť v inžinierskom prostredí s individuálne nakonfigurovanými výrobkami Festo.
S čoraz zložitejšími funkciami rastú aj požiadavky a náklady výrobcov strojov. Preto by sme chceli v budúcnosti pre naše komponenty a systémy poskytovať digitálne dvojčatá. Fyzikálne modely presne simulujú možnosti komponentov. To výrazne skracuje čas na realizáciu projektu u zákazníka a zvyšuje produktivitu. Skôr ako zákazník vezme do rúk hardvér, môže zariadenie nasimulovať, otestovať a opakovane zmeniť. Na virtuálnom modeli môže napríklad optimálne a efektívne navrhovať a programovať manipulačné systémy. Výrobca stroja môže v počiatočnom štádiu nájsť a opraviť chyby, čo výrazne prispieva k efektívnej a stabilnej prevádzke budúceho zariadenia.
Digitálne dvojčatá sú oveľa viac než len 3D modely, ktoré sa virtuálne pohybujú. Sú to digitálne obrazy s množstvom informácií o komponentoch. Patrí sem jednoznačný opis ich schopností, úlohy v stroji, správania, simulácie kinematiky a kinetiky, ako aj komunikácie.
Architektúra stroja Priemyslu 4.0 je založená výlučne na digitálnych dvojčatách, ktoré svojím štandardizovaným komunikačným rozhraním uľahčujú život našich zákazníkov prakticky počas celého životného cyklu stroja – od virtuálneho uvedenia do prevádzky cez riadenie stroja až po zber dát a služby pridávajúce hodnotu, ako je údržba alebo diagnostika. Strojom doposiaľ chýba digitálna konzistentnosť, čo sťažuje úplné prepojenie všetkých objektov. Spoločnosť Festo preto pracuje na bezproblémovej a konzistentnej komunikačnej technológii. Jedným štandardizovaným rozhraním je rozhranie Functional Mock-up Interface (FMI). Umožňuje pripojenie fyzických modelov spôsobom, ktorý nie je závislý od výrobcu. Ako centrálny technický prvok na implementáciu digitálnych dvojčiat sa používa Asset Administration Shell.
Digitálne dvojčatá už uľahčujú plánovanie a prípravu konkrétnej ponuky. Vďaka inteligentným algoritmom je možné komponenty navrhovať a konfigurovať optimálne a zároveň energeticky účinne.
Na virtuálnom modeli môže prevádzkovateľ zariadenia bez akéhokoľvek programovania otestovať, či môže napríklad posúvať sane, a pozrieť si procesné údaje zo systému merania dráhy alebo zo snímača koncovej polohy. Pokiaľ chce pre stroj vytvoriť riadiace procesy, pomocou schopností komponentov, ako je vysúvanie, otáčanie alebo uchopovanie, sa dá ľahko poskladať požadovaný postup.
Skôr, ako komponenty počas prevádzky dosiahnu koniec životnosti, o tom informuje monitorovanie stavu. Digitálne dvojča stroja potom môže napríklad automaticky objednávať náhradné diely. Ak pre komponenty, ktoré sa majú vymeniť, existujú nové modely, zákazník môže najskôr vo virtuálnom prostredí otestovať interakciu nových komponentov a potom si ich zaobstarať.
Monitorovanie stavu spolu s využitím simulačných modelov digitálnych dvojčiat umožňuje vytvárať aj plány prediktívnej údržby. Zákazníci môžu tiež použiť digitálne dvojčatá na vývoj a testovanie dodatočných zmien alebo úprav konfigurácie na virtuálnom modeli, čo urýchľuje ich realizáciu.