I æraen Industri 4.0 avhenger produksjon av en rekke ulike teknologier for å fungere effektivt og sømløst. Dette kalles smart produksjon. Det er også en nødvendighet at selskaper integrerer teknologier som digitale tvillinger, kunstig intelligens (KI), maskinlæring og mer for ikke å komme bakpå i en konkurransedyktig bransje. I denne artikkelen kaster vi lys på digitale tvillinger, forklarer hva de er, hvordan de brukes og hvorfor de er så viktige i dag og i fremtiden. Ifølge Fortune Business Insights, det globale digitale tvilling-markedet er spådd til å vokse fra $ 17,73 milliarder i 2024 til $ 259,32 milliarder innen 2032, og opplevde en veldig høy årlig vekst (CAGR) på 39,8 %.
Hva er en digital tvilling?
En digital tvilling er en svært detaljert virtuell modell som speiler et fysisk objekt, system eller prosess. Denne ideen er essensiell for innovasjon og moderne teknologi, spesielt i felt som produksjon, byplanlegging, helsevesen og mer. Ved bruk av sensordata fra fysiske gjenstander kan digitale tvillinger replisere dynamikk, omstendigheter i den virkelige verden i et virtuelt område.
Sanntidsovervåking, analyse og simulering gjøres mulig av denne konstante dataflyten mellom de ekte og virtuelle ordene. Dette hjelper interessenter med å ta informerte beslutninger, spå fremtidige hendelser, optimalisere prosesser og øke samlet effektivitet. Kapasiteten til å gi et grundig og realistisk bilde av sine fysiske motparter – en funksjon som gjør scenariotesting mulig uten utgiften eller risikoen for eksperimentering i den virkelige verden – er der digitale tvillinger virkelig skinner.
Digital tvilling-arkitektur
En digital tvillings arkitektur kan sees på som et integrert system bestående av tre lag:
- Datalag: Dette refererer til infrastrukturen for å hente, lagre og administrere data samt datakilder, som sensorer og IoT-enheter.
- Modellag: Det er her produktets virtuelle modell lagres. Det repliserer og spår det fysiske produktets atferd ved hjelp av informasjon fra datalaget.
- Servicelag: Servicelaget er der brukeren samhandler med den digitale tvillingen via brukergrensesnittet og applikasjoner. Det er her dataanalyse inntreffer og innsikter presenteres.
Hvordan brukes Digital tvilling innen produksjon?
Innen produksjon fungerer en digital tvilling som en virtuell kopi av en produksjonslinje, maskiner eller et produkt. Dette innovative verktøyet simulerer situasjonen i den virkelige verden i et virtuelt miljø ved å integrere data fra sensorer, historiske ytelseslogger og andre kilder. Digitale tvillinger brukes av produsenter for å spore systemer i sanntid, spå fremtidig ytelse og oppdage problemer tidlig. Denne forebyggende vedlikeholdsstrategien øker utstyrslevetid og reduserer nedetid.
Digitale tvillinger er også essensielt for industriell prosessoptimalisering. Virksomheter kan vurdere konsekvensene av endringer i oppsett, materiale eller utstyr uten å blande seg inn i pågående drift ved å modellere ulike produksjonsscenarioer. Denne kapasiteten reduserer ikke bare utgifter og øker effektivitet, men bidrar også til å lage nye varer. Virtuell testing og designraffinement lar ingeniører drastisk kutte i kravene til faktiske prototyper og fremskynder tid til marked.
Seks måter digitale tvillinger revolusjonerer produksjon i 2024
Digitale tvillinger blir mer og mer uvurderlige for produsenter og endrer og forbedrer bransjen på en rekke måter, som ved å drive frem effektivitet og innovasjon, effektivisere prosesser, kostnadskutting og bærekraft. Nedenfor ser du seks måter bransjen kan dra nytte av digitale tvillinger:
- Prediktivt vedlikehold: Digitale tvillinger lar produsenter forutse slitasje på maskiner og utstyr mer presist, og lar dem planlegge vedlikehold kun når det er helt nødvendig. Prediktivt vedlikehold sparer mye penger og styrker produksjonseffektivitet ved å minimere uplanlagt nedetid, maksimere maskinytelse og utvide ressurslevetider. Sammen med digitale tvillinger, er kunstig intelligens også viktig for prediktivt vedlikehold.
- Sanntids overvåking: Ved å lage virtuelle kopier av produksjonsutstyr og -prosesser muliggjør digitale tvillinger sanntids overvåking og kontroll. Produsenter kan garantere topp ytelse og redusere avfall ved å raskt identifisere avvik, evaluere virkningene av endringer og foreta nødvendige endringer.
- Forbedret produktdesign og -utvikling: Før fysiske prototyper lagres muliggjør digitale tvillinger en grundig test og analyse av nye konsepter i et virtuelt miljø og revolusjonerer produktlagingsprosessen. Dette forenkler undersøkelsen av mer intrikate og bærekraftige designløsninger samtidig som man fremskynder innovasjonsprosessen og reduserer utviklingsutgifter.
- Optimalisering av forsyningskjeden: Dette året strekker digitale tvillinger seg utover produksjonsetasjen og til hele forsyningskjeden, og tilbyr et holistisk syn på leverandørnettverk, inventarnivåer og logistikk. Med dette nivået av grundig innsikt kan produsenter bedre forutsi avbrudd, optimalisere prosesser og reagere raskt på markedsbehov – og alt øker robustheten og effektiviteten til forsyningskjeden.
- Bærekraft og miljøsamsvar: Digitale tvillinger bidrar også til å fremme mer miljøvennlige produksjonsmetoder ved å gi mer nøyaktig kontroll over produksjonsprosedyrer og ressursutnyttelse. De støtter avfallsreduksjon, overholdelse av miljølover og identifikasjon av potensialet for energibesparelser. De hjelper bransjen med overgangen til mer miljøvennlige og sosialt ansvarlige produksjonspraksiser gjennom optimalisering og effektivitetsgevinster.
- Skreddersydd tilpasning og personlig tilpasning: Digitale tvillinger hjelper produsenter med raskt å endre produksjonsmetoder og konfigurasjoner for å samsvare med unike klientkrav uten å gå på bekostning av effektivitet eller kostnader. Dette muliggjør massetilpasning av produkter. Denne funksjonen hjelper produsenter med å tilfredsstille kundebehov ved å støtte trenden mot personlig tilpassede produkter og gi dem en konkurransefordel.
Hvordan ta i bruk digitale tvillinger i produksjon
Det første man må vurdere er målene med den digitale tvillingen. Før du implementerer denne teknologien bør du skissere formålet for ønsket om å integrere den i hverdagsdriften. Eksempler på dette inkluderer å forbedre fasilitet eller produktdesign, forbedre driftseffektivitet eller bare redusere nedetid. Da må du velge passende teknologi og verktøy, installere sensorer, IoT-enheter og RFID-merker til fysiske ressurser for å gjennomføre kontinuerlig overvåking og ta i bruk skyplattformer for datalagring.
Det neste skrittet er å velge programvare for å designe din digitale versjon av den fysiske ressursen. Mange CAD-programvaremodeller (datahjulpet design), som Autodesk og Siemens, bidrar til å designe og bygge digitale tvillinger, som vil ende opp i en omfattende digital representasjon som kan simulere vilkår og atferder fra den virkelige verden. De digitale tvilingene kan brukes til å simulere en rekke scenarioer, analysere fysisk ressursytelse og forutsi fremtidige utfall. Disse innsiktene kan da brukes til å forbedre driftseffektivitet og bidra til å holde kostnader nede, uten å utføre prøver på fysiske produkter eller maskiner.
Konklusjon
Introduksjonen og anvendelsen av digitale tvillinger innen produksjon representerer et paradigmeskifte i måten sektoren håndterer innovasjon, vedlikehold og produksjon. Digitale tvillinger, et nøkkelelement i Industry 4.0, har vist seg å være mer enn bare en teknisk utvikling; de representerer heller en fundamental endring mot et produksjonsøkosystem som er mer robust, bærekraftig og effektivt. Kapasiteten til å tilby prediktivt vedlikehold, sanntids overvåking og grundig modellering har betydelig redusert kostnader og nedetid samtidig som driftseffektivitet forbedres og uten avbrudd av hverdagsfunksjoner. Digitale tvillinger har også ansporet innovasjon innen produkttilpasning og -design, noe som muliggjør at produsenter effektivt og raskt kan tilpasse seg markedets stadig endrede behov.
