Digital tvilling: Optimering av verksamheten genom högsta kvalitet

Industriföretag över hela världen använder digital teknik för att omvandla idéer till konkreta produkter för sina kunder. Den digitala tvillingen är en sådan teknik, som kombinerar digitala konstruktionsverktyg med nya datakällor, simuleringsmöjligheter och avancerad analys. Användningen av digitala tvillingar har visat sig öka intäkterna med 10 % och minska tiden till marknaden med 50 %, samtidigt som produktkvaliteten förbättras med 25 %.

Denna omfattande och dynamiskt uppdaterade virtuella motsvarighet till faktiska produkter eller processer övervakar inte bara prestanda utan testar även alternativa scenarier, förutsäger fel och identifierar förbättringsmöjligheter. Sensorer inom sakernas internet (IoT) som sätter igång informationsflödet mellan tillgångar och deras mjukvarurepresentation utgör kärnan i digitala tvillingar. En digital tvillingkonstruktion omfattar även instrumentpaneler för övervakning i realtid, verktyg för modelleringsdesign och simuleringsprogramvara. Den används i stor utsträckning inom en rad olika områden, bland annat hantering av leveranskedjor, fjärrdiagnostik av utrustning, förebyggande underhåll och andra. Digitala tvillingars förmåga att upptäcka problem och planera reparationer när de inte stör produktionsmålen minskar underhållskostnaderna avsevärt.

Digitala tvillingar har nu blivit populära inom en rad olika branscher, bland annat hantering av leveranskedjor, fjärrdiagnostik av utrustning, förebyggande underhåll och andra. De säkerställer produktkvaliteten genom att tillhandahålla realtidsdata om tillgångars och processers prestanda, vilket gör det möjligt att påverka och reagera på förändringar samtidigt som påverkan på leveranskedjan minskas.

Tillverkare förlitar sig i allt högre grad på digitala tvillingar för att optimera sin verksamhet och öka produktiviteten. Det finns två modeller för att skapa digitala tvillingar inom tillverkningsindustrin: en baserad på simulering och en annan baserad på fysiska prototyper. Låt oss ta en titt på dessa två olika tillvägagångssätt och varför de är viktiga för tillverkare.

Företag använder digitala tvillingar för att utvärdera prestandan hos sina fysiska tillgångar under specifika förhållanden eller för att följa tillgångarnas prestanda i realtid. Det möjliggör skapandet av robusta felmodeller genom att använda data från sensorer som är anslutna till de faktiska tillgångarna. En digital tvilling för tillgångar hjälper företag att förstå tillgångarnas kritikalitet, ända ner till de enskilda komponenterna i varje utrustningsenhet, och sedan dela den kunskapen mellan olika team. Denna typ av digital tvilling kallas vanligtvis för en ”digital tråd”. Den underlättar datainsamling, visualisering och analys genom att samla in och bearbeta data under hela den industriella livscykeln. Ägare och operatörer av fysiska tillgångar kan använda denna modell för att simulera och utföra ”vad-händer-om”-analyser på sina tillgångar. Digitala tvillingar skapar ett logiskt klassificeringsramverk för IoT-data, liksom för datakategorisering och -användning. Fjärrstyrd och autonom drift blir möjlig om den digitala tvillingen är utrustad med IoT och tar emot kommandon för att aktivera tillgången.

Dessa leverantörsmodeller optimerar en specifik tillgång eller maskin med hjälp av driftsdata.

De är lämpliga för följande tillämpningar:

• Öka prestandan samtidigt som driftskostnaderna sänks
• Hantering av många tillgångar på plats
• Förebyggande underhåll

Asset twins ger insikt i enskilda komponenter, men inte i de komplexa och viktiga kopplingarna mellan maskiner, procedurer, komponenter eller kohorter.

Dessa är utformade för att ge en heltäckande bild av varje produkt när den släpps. Data samlas in, filtreras och organiseras kontinuerligt och täcker all viktig information, från leverantörer och råvaror till slutprodukten. Det optimerar inte bara utrustningen utan även hela tillverkningsprocessen med hjälp av blandad verklighet, artificiell intelligens och högpresterande databehandling. Baserat på teknik för blandad verklighet hjälper denna nya typ av digital tvilling företag att integrera sina processer på ett smidigt sätt. Tillverkare kan uppnå effektivitetsvinster genom att implementera principerna för Industri 4.0, som föreställer sig en sammankopplad fabrik med onlineansluten, intelligent och samverkande utrustning i en vertikalt integrerad organisation. Processdigitala tvillingar möjliggör avancerade scenarier på tre nivåer i tillverkningsprocessen: maskin, fabrik och leveranskedja. Data från hela fabriken förbättrar de kognitiva förmågorna hos en maskin som är ansluten till en processdigital tvilling.

En processdigital tvilling kombinerar och korrelerar realtidsströmmande IoT-data med andra indata. Systemet skapar sedan en dynamisk virtuell representation av hela anläggningen med hjälp av maskininlärning, artificiell intelligens och komplexa modelleringstekniker. De invecklade och mångskiktade ömsesidiga beroendena mellan tillgångar, processer och aktiviteter blir fullständigt synliga för tillverkarna.

Dessa revolutionerande genombrott gör det möjligt för industriell analys att nå sin fulla ekonomiska potential, vilket möjliggör:

• Skalbarhet för att tillgodose hela spektrumet av användningsfall och möjligheter inom tillverkningen
• Handlingsbar information som drastiskt kan minimera driftstopp, öka den industriella produktiviteten och effektiviteten samt förebygga att problem uppstår.

Processdigitala tvillingar, till skillnad från tillgångstvillingar, kräver integration av hundratals datakällor i olika format. Det är extremt komplext och svårt att skapa och förfina. AI och maskininlärning är de enda metoderna för att ta in, korrelera och integrera så mångfacetterad data i stor skala.

Teknikbaserade lösningar från LTTS gör det möjligt för företag att hantera och omvandla sin verksamhet. Genom sina lösningar strävar organisationen efter att bidra till en hållbar framtid. Våra produkter och tjänster för digitala tvillingar hjälper tillverkare att uppnå hållbarhet i verksamheten. LTTS:s i3PDS® underlättar uppbyggnaden av det första lagret av digitala tvillingar genom att utveckla anläggningsmodeller som kan användas för antingen process- eller tillgångstvillingar. Tekniken bidrar till nätverkssamverkan, driftseffektivitet och tillgångssäkerhet.

i3PDS® underlättar rationaliseringen av programvaran genom att optimera kostnaderna för licenser och AMC. Dessutom möjliggör den en flexibel resursanvändning baserad på kompetens och projektkrav i olika tidszoner. Programvarulösningen kan även användas tillsammans med processbaserade tekniker. Optimeringsprocessen omfattar processer, produktlivscykel, verktygsmaskiner och affärsmodeller.

Genom att effektivt tillgodose användarnas behov levererari3PDS® lösningar inom en rad olika områden, däribland automatisering, laserskanning/fotogrammetri och 3D-modellering.

I ett fall efterfrågade en kund en integrerad molnbaserad SPO-miljö för informationsinläsning med kvalitetssäkring till stöd för parallella ingenjörsprojekt för anläggningsorganisationen via SPO-molnmiljön. Lösningen erbjöds genom att kombinera 2D- och 3D-konstruktionsverktyg med SPO och extern teknik. Här bidrog den integrerade anläggnings- och konstruktionsplattformen till att förbättra datahanteringen och dataöverföringen.

I en annan fallstudie hade kunden 128 olika tekniska applikationer fördelade på sex olika platser i Nordamerika och Europa. I detta fall hade de flera äldre/anpassade applikationer som höll på att fasas ut och fungerade isolerat från varandra. Det krävdes en centraliserad ingenjörslösning med integration mellan avdelningarna. Leveranserna omfattade här förslag på applikationer och plattformar baserade på branschens bästa praxis, en lista över applikationer efter APR samt en övergripande teknisk uppgraderings- och migreringsplan.

Branscherna har nyligen betonat vikten av en hållbar digital tvilling. Fokus för den hållbara digitala tvillingen ligger på långsiktig, öppen och interoperabel användning av livstidsdata för tillgångar, tekniska modeller, visualisering och verklighetsavbildning. Detta nya initiativ har långtgående konsekvenser för energi- och kemiföretagens operativa och kommersiella system. Branschen har blivit mycket förvirrad av det stora utbudet av kommersiella erbjudanden av programvara för digitala tvillingar från en mängd olika leverantörer. Asset Digital Twin hjälper industrin att fatta mer välgrundade beslut i en miljö där data är lättillgängliga och avgörande för den digitala tvillingen. En livstidsdatamodell måste etableras med samordning av datakällor så att systemen kan underhållas kostnadseffektivt samtidigt som dataduplicering undviks.