Digitale tvillinger endrer måten industrien håndterer vedlikehold på i forbindelse med Industry 4.0. En digital tvilling er en virtuell representasjon av en fysisk eiendel, en prosess eller et system som strekker seg over hele levetiden og legger til rette for læring, resonnering og dynamisk rekalibrering for bedre beslutningstaking. Selv om denne ideen er basert på systemtekniske konsepter, har stordataanalyse, kunstig intelligens (AI) og tingenes internett (IoT) alle bidratt til den raske utviklingen.
Hva er en digital tvilling?
Digitale tvillinger bruker historiske data, maskinlæringsalgoritmer, simuleringer og sanntidsdata fra sensorer implantert i fysiske eiendeler for å utvikle en heldigital modell. Ved å holde et øye med anleggets ytelse, forutse problemer og optimalisere vedlikeholdsplanene kan denne tilnærmingen øke produktiviteten, redusere utgiftene og øke den generelle driftssikkerheten. Ta en titt nedenfor for å forstå de viktigste komponentene i en digital tvilling:
- Fysisk eiendel: Den faktiske maskinen eller systemet som replikeres digitalt.
- Innsamling av data: IoT-enheter og sensorer samler inn informasjon om omgivelsene og anleggets funksjon.
- Digital modell: En virtuell representasjon av objektet som er skapt ved hjelp av simuleringer, data og algoritmer.
- Analyseverktøy: Maskinlæring og AI-algoritmer behandler data for å gi innsikt.
- Visualisering og interaksjon: Brukergrensesnitt som lar brukerne kommunisere med den digitale tvillingen og se prognoser og data.
Digitale tvillinger i vedlikehold
I takt med at industrien streber etter å øke effektiviteten og redusere driftskostnadene, har vedlikehold blitt et fokusområde for innovasjon. Tradisjonelle vedlikeholdsstrategier, som planlagt og reaktivt vedlikehold, kan føre til uforutsett nedetid og betydelige utgifter. Digitale tvillinger gir proaktive, tilstandsbaserte og prediktive vedlikeholdsprosedyrer, og er dermed en revolusjonerende tilnærming til vedlikehold. Ifølge en rapport fra Markets and Markets vil det globale markedet for digitale tvillinger være verdt 110,1 milliarder dollar innen 2028 – en enorm økning på 100 milliarder dollar fra verdivurderingen på 10,1 milliarder dollar i 2023. Dette utgjør en årlig vekstrate på 61,3 %. Denne raske veksten understreker den betydelige innvirkningen digitale tvillinger har på industriell vedlikeholdspraksis.
Prediktivt vedlikehold
Prediktivt vedlikehold er tatt til et nytt nivå takket være innføringen av digitale tvillinger. Digitale tvillinger kan forutsi når en komponent kommer til å gå i stykker ved å kontinuerlig overvåke tilstanden ved hjelp av sanntidsdata. Ved hjelp av denne strategien kan vedlikeholdet utføres nøyaktig når det trengs, noe som sparer penger og minimerer nedetiden som følger med reaktivt (som utføres etter en feil) og planlagt (som kan skje for tidlig eller for sent) vedlikehold. Siemens bruker digitale tvillinger i Amberg Electronics Plant til å simulere og overvåke produksjonslinjer for å øke produktiviteten, redusere nedetid og kutte kostnader.
Forholdsbasert vedlikehold
Digitale tvillinger gir informasjon om en eiendels tilstand i sanntid, noe som gjør tilstandsbasert vedlikehold enklere. I stedet for å være avhengig av forhåndsinnstilte tidsplaner, iverksettes vedlikeholdsoppgaver som svar på anleggets faktiske tilstand. Denne metoden er spesielt nyttig i sektorer som transport og tungt maskineri, der driftsforholdene er svært varierende, eller i helsevesenet. Philips bruker for eksempel digitale tvillinger til å spore tilstanden til medisinsk bildebehandlingsutstyr, som CT- og MR-skannere. Ved å sikre at utstyret vedlikeholdes og repareres i samsvar med faktisk bruk og tilstand, bidrar denne tilstandsbaserte vedlikeholdsstrategien til å minimere nedetid og garantere høy tilgjengelighet for viktig medisinsk utstyr.
Styring av eiaendelers livssyklus
Når det gjelder å kontrollere hele livssyklusen til en eiendel – fra design og produksjon til drift og avvikling – er digitale tvillinger uunnværlige. Digitale tvillinger kan brukes til å optimalisere en eiendel før den skapes, ved å simulere ytelsen under flere scenarier i designfasen. Digitale tvillinger hjelper deg med ytelsesovervåking, problemdiagnostisering og vedlikeholdsplanlegging mens maskinen er i bruk. Når en eiendels levetid nærmer seg slutten, kan digitale tvillinger være til hjelp når det skal tas beslutninger om oppussing, gjenbruk eller avhending.
Rolls-Royce bruker digitale tvillinger til å styre livssyklusen til jetmotorene sine. Digitale tvillinger kan forbedre designprosedyrer, forutsi fremtidig motorytelse og optimalisere vedlikeholdsplaner ved å kontinuerlig samle inn og evaluere ytelsesdata. Dette gir lengre levetid og økt driftssikkerhet. Finn ut hvordan selskapet bruker digitale tvillinger i videoen nedenfor:
Opplæring og simulasjoner
Digitale tvillinger er en uvurderlig ressurs når det gjelder å utdanne vedlikeholdspersonalet. Ved å samhandle med en digital tvilling kan teknikere øve på vedlikeholdsprosedyrer i et virtuelt miljø, lære om hvordan utstyret oppfører seg, og simulere ulike feilsituasjoner. Dette reduserer læringskurven, forbedrer beredskapen til vedlikeholdsteamene og gjør at man unngår kostbar nedetid på grunn av opplæring.
Virksomheter i bilindustrien, som Ford, gjør det mulig for spesialister å øve på vedlikeholdsprosesser uten å forstyrre den faktiske produksjonen ved hjelp av digitale tvillinger av komplisert teknologi, som robotarmer som brukes i produksjonslinjer. Denne praktiske opplæringsmetoden forbedrer ferdighetsutviklingen og garanterer at vedlikeholdsoppgavene blir utført på riktig måte.
Bedre samarbeid
Digitale tvillinger legger til rette for bedre samarbeid på tvers av mange interessenter og team. Den samme digitale tvillingen er tilgjengelig for ingeniører, operatører og vedlikeholdsteam, noe som garanterer at alle jobber med de nyeste dataene. Denne felles kunnskapen gjør det lettere å koordinere vedlikeholdsoppgaver, feilsøking og implementering av løsninger. I olje- og gassektoren bruker Shell for eksempel digitale tvillinger av offshore-plattformer for å gjøre det mulig for ingeniører på land å kommunisere i sanntid med plattformoperatørene, noe som gjør diagnostikken mer nøyaktig og vedlikeholdsoperasjonene mer effektive.
Datadrevet innsikt for kontinuerlig forbedring
Ved å analysere dataene som samles inn fra digitale tvillinger, kan organisasjoner få innsikt i hvordan eiendelene fungerer under ulike forhold, og identifisere forbedringsmuligheter. Disse oppdagelsene kan brukes til å forbedre anleggets ytelse, forbedre vedlikeholdsplanene og fremme kontinuerlig utvikling. Digitale tvillinger av turbiner brukes for eksempel i kraftproduksjonsindustrien til å samle inn data om utslipp, drivstofføkonomi og ytelse. Ved å analysere disse dataene kan man optimalisere driften av turbinene for å oppnå høyere effektivitet, lavere vedlikeholdskostnader og mindre miljøpåvirkning.
Utfordringer og hensyn for digitale tvillinger i vedlikeholdsarbeidet
Selv om digitale tvillinger gir mange fordeler når det gjelder vedlikehold, er det visse faktorer man må ta hensyn til:
- Datasikkerhet og personvern: Den omfattende datainnsamlingen som er involvert i opprettelsen og vedlikeholdet av digitale tvillinger, gir grunn til bekymring for datasikkerheten og personvernet. Det er viktig å sørge for at personvernlover følges og at data beskyttes mot risiko på nettet.
- Integrasjon med eksisterende systemer: Integrering av digitale tvillinger med eksisterende infrastruktur og systemer kan være utfordrende og krever nøye planlegging. Utfordringer kan oppstå på grunn av utdaterte systemer, kompatibilitetsproblemer og datasiloer. Disse hindringene kan lettere overvinnes ved å bruke standardiserte dataformater og protokoller i kombinasjon med en trinnvis tilnærming til integrering.
- Kompetent arbeidsstyrke: For å kunne implementere og administrere digitale tvillinger trengs det arbeidskraft med erfaring innen dataanalyse, kunstig intelligens og IoT-teknologi. For å lykkes med utplasseringen er vi avhengig av å finansiere opplærings- og utviklingstiltak for å oppgradere den nåværende arbeidsstyrken og tiltrekke oss nye talenter med de nødvendige ferdighetene.
- Innledende kostnader: Den innledende investeringen som trengs for å ta i bruk digitale tvillinger, kan være betydelig og inkluderer utgifter til sensorer, tingenes internett-enheter, datalagring og analyseverktøy.
- Datakvalitet og datahåndtering: Nøyaktigheten og påliteligheten til digitale tvillinger avhenger av kvaliteten på dataene som samles inn. Det er avgjørende å garantere at sensorer og IoT-enheter leverer presise data i tide. I tillegg avhenger integriteten til digitale tvillinger av effektive datahåndteringsteknikker, for eksempel dataintegrasjon, rensing og lagring.
Hva vil fremtiden bringe?
AI og maskinlæring
Mer komplekse prediktive og preskriptive vedlikeholdsfunksjoner vil bli mulig gjennom integrering av banebrytende AI og maskinlæringsalgoritmer med digitale tvillinger. Ved hjelp av disse teknologiene vil man kunne forutsi feil med større nøyaktighet og optimalisere vedlikeholdsarbeidet ved hjelp av praktiske råd.
Edge-databehandling
Digitale tvillingers sanntidsegenskaper vil bli forbedret ved hjelp av edge computing, som behandler data lokalt ved kilden i stedet for på sentraliserte skyservere. Dette vil gjøre det mulig å ta beslutninger raskere og gjennomføre vedlikeholdsaktiviteter raskere, spesielt i spredte eller fjerntliggende miljøer.
5G
Utrullingen av 5G-nettverk vil gjøre det mulig å oppnå den høyhastighetsforbindelsen med lav latenstid som er nødvendig for å overføre data i sanntid mellom fysiske eiendeler og deres digitale tvillinger. Dette vil gjøre digitale tvillinger mer effektive i overvåking og vedlikehold av eiendeler, særlig i sektorer med utstrakt bruk av tingenes internett.
Bærekraft
Digitale tvillinger vil være avgjørende for å fremme bærekraft fordi de ressursutnyttelsen og minimerer miljøpåvirkningen. Digitale tvillinger kan hjelpe bedrifter med å nå bærekraftsmålene sine og redusere karbonavtrykket ved å legge til rette for mer effektivt vedlikehold og drift av eiendelene.
Oppsummering
Digitale tvillinger revolusjonerer måten industrien tilnærmer seg vedlikehold på, og tilbyr en proaktiv, datadrevet tilnærming som øker effektiviteten, reduserer kostnadene og forbedrer eiendelenes pålitelighet. Selv om det finnes hindringer, er digital tvillingteknologi en viktig del av moderne vedlikeholdsmetoder på grunn av de potensielle fordelene og de kommende fremskrittene. Fremtidens vedlikehold vil bli preget av bedre beslutningsprosesser, mer samarbeid og en evig søken etter kontinuerlige forbedringer i takt med at industrien fortsetter å ta i bruk digitale tvillinger.
