Digitale tweelingen:wat bedoel je daarmee?

Hoewel het concept van de 'digitale tweeling' al zo'n 30 jaar bestaat, is het onwaarschijnlijk dat de eerste voorspellingen hadden kunnen voorspellen waar de technologie...

Dit voorjaar staat bijvoorbeeld de 36e America's Cup gepland om het supersnelle AC75-monohulljacht uit het ruimtetijdperk te demonstreren. Bij proeven werd door één team digitale tweelingtechnologie gebruikt om de prestaties van zeilers in een nieuwe AC75-boot na te bootsen; een prestatie die de ontwikkeling van prototypes radicaal versnelde in vergelijking met eerdere testmethoden.

Digitale twinning wordt nu ingezet in gebieden zoals stadsplanning, gezondheidszorg en auto-ontwerp, maar biedt ook een enorm potentieel voor de productiesector, wat helpt bij haar voortdurende zoektocht naar verbeterde veiligheid, verbeterde productiviteit en grotere efficiëntie.

De details staan ​​in de gegevens

Gezien zijn nieuwe status is de term 'digitale tweeling' een soort verzamelnaam geworden voor verschillende bijbehorende soorten technische innovatie. Augmented reality, verbeterde gebruikersinterfaces en 3D-modellering - om er maar een paar te noemen.

Daarnaast hebben we ook het idee van de ‘digitale draad’. Dit verwijst naar het communicatieraamwerk dat een geconnecteerde datastroom en een geïntegreerd overzicht van de data van een asset gedurende de gehele levenscyclus mogelijk maakt. Als registratie van de levensduur van een product of systeem, van creatie tot verwijdering, maakt de digitale thread inzicht mogelijk in traditioneel silofuncties.

En hoewel het waar is dat deze innovaties allemaal bijbehorende functionaliteit kunnen omvatten, ligt de kern van echte digitale twinning in gegevens - puur en eenvoudig. Een digitale tweeling is in wezen het genereren of verzamelen van digitale gegevens die een fysiek object in realtime vertegenwoordigen.

Breng dit in verband met productie, en als we de kerncomponenten ervan hypothetisch zouden associëren met menselijke kenmerken:operationele apparatuur zou spieren zijn, connectiviteit het zenuwstelsel - en de digitale tweeling - dat zijn de hersenen.

En omdat we intuïtief het vermogen van onze hersenen gebruiken om te onthouden, op te nemen, te analyseren, te verwerken en te voorspellen in de echte wereld, kan digitale twinning verzamelde gegevens analyseren om hetzelfde te doen in de digitale wereld. In de productiewereld optimaliseren de data-ingangen die bijdragen aan digital threading en digital twinning de operationele functies, wat helpt om de doorvoer te verhogen en de efficiëntie te verbeteren.

Bewuste Fabriek

In de productie, waar maar liefst 90% van de realtime fabrieksgegevens ongebruikt blijven, biedt digital twinning een sterke basis voor een beter gebruik van die informatie voor procesinzichten.

Door ervaring in onze 'bewuste fabriek' in Oulu, hebben we uit de eerste hand kennis van het gebruik van de intelligentie die is ingebed in operationele apparatuur om deze inzichten te beoordelen via digitale twinning.

Bijvoorbeeld monitoring van de productieomgeving. Hier kunnen, met behulp van een verscheidenheid aan gegevensbronnen, afwijkingen in vochtigheid en temperatuur worden waargenomen​ met geautomatiseerde alarmen die worden geactiveerd om te identificeren waar aanpassingen of onderhoud nodig kunnen zijn.

Digital twinning biedt ook geautomatiseerde realtime procesanalyses over verbonden machines en gegevensbronnen, wat de detectie en correctie van fouten versnelt. En met ​bewaking van het assemblageproces, ook in realtime, kan de status en voortgang van elke robotcel op elk moment worden bekeken vanuit een centrale gebruikersinterface, met een niveau van zichtbaarheid tot aan het individuele product. ​

Infrastructuur is belangrijk

Natuurlijk zijn er infrastructuurvereisten nodig om dit niveau van inzicht te realiseren.

Embedded intelligence is de eerste vereiste voor digitale tweelingen. Het internet der dingen (IoT) explodeert letterlijk het aantal sensoren in productiefaciliteiten. En deze toename van het vermogen om gegevens te genereren, wordt in de ontwerpfase steeds meer ingebouwd in productieapparatuur. Het vermogen om gegevens te verwerken en te standaardiseren, moet ook gepaard gaan met uitgebreide analytische knowhow die kan begrijpen wat er wordt gegenereerd.

De juiste soort flexibele, robuuste connectiviteit is ook cruciaal. Dit betekent meestal connectiviteit van industriële kwaliteit die de wifi-prestaties overtreft. Steeds meer fabrikanten stappen over op 4G/LTE en 5G private draadloze netwerken om de betrouwbaarheid, beveiliging en hoge bandbreedte te leveren die nodig zijn voor dataverslindende operationele technologie.

Als onderdeel van hun digitalisering en Industry 4.0-reis kijken fabrikanten ook naar kunstmatige intelligentie (AI), machine learning, automatisering en augmented intelligence. Al deze in het oog springende mogelijkheden vereisen echter één opvallende connectiviteit die essentieel is:lage latentie.

Realtime en onderling verbonden

In dit opzicht is 4G/LTE de minimale standaard voor draadloze connectiviteit die vereist is om het soort lage latentie en snelle responstijd te leveren die digital twins effectief maakt - gegevens onmiddellijk leveren en onmiddellijke respons van de operator mogelijk maken. Dit benadrukt de noodzaak om gegevens razendsnel te verwerken, wat edge computing een must-have maakt.

5G belooft een nog grotere belofte voor productie, naarmate de standaard evolueert en het ondersteunende ecosysteem zich ontwikkelt. Met de 5G-standaard in voortdurende ontwikkeling, zullen volgende releases nieuwe mogelijkheden bevatten, zoals tijdgevoelige communicatie. Dit zorgt voor een strakkere synchronisatie van communicatie en controle tussen apparaten, evenals verbeterde positionering en lokalisatie.

Bovendien moet systeeminterconnectie worden overwogen; benadrukt de noodzaak om te communiceren en te integreren over verschillende standaarden en protocollen bij gebruik in productiefaciliteiten. Hier moet netwerkconnectiviteit een soort eenvoudige, gestroomlijnde 'gegevensuitwisseling' bieden, waarbij industriële connectoren een belangrijk onderdeel vormen van de vergelijking die ervoor zorgt dat systemen effectief met elkaar kunnen praten.

Pluspunten

Nu leveranciers snel inspelen op deze infrastructuurvereisten, zijn de potentiële voordelen voor fabrikanten aanzienlijk. Automatisering van ondersteunende processen, realtime rapportage, verbeterde fabrieksprestaties, superieure kwaliteitsborging en snelle responstijden worden allemaal mogelijk gemaakt door digitale twinning van wat er op de fabrieksvloer gebeurt.

De digital twin-benadering biedt fabrikanten een uitstekende manier om flexibel te modelleren hoe workflows en middelen moeten worden geconfigureerd als reactie op veranderende producteisen en orderpijplijn.

En hoewel digitale tweelingen ons in staat kunnen stellen zoveel meer te doen, vervangen ze de menselijke maat niet. Het doel van Industrie 4.0 zou moeten zijn om de menselijke intelligentie te vergroten, in plaats van deze te vervangen. Digitale tweelingen vergroten menselijke inzichten in productieprocessen en kunnen aantoonbaar niet alleen van de America's Cup 'van een leien dakje' maken, maar ook voor het gebruik van gegevens om te bepalen waar industrieën veiligheid, productiviteit en efficiëntie kunnen verbeteren.

Productie | Nokia Netwerken