Under den fjärde industriella revolutionens era behöver tillverkningsindustrin förlita sig på en rad olika tekniker för att fungerar smidigt och effektivt. Det här kallas för smart tillverkning. Det handlar också om att företagen måste integrera olika tekniker, som digitala tvillingar, artificiell intelligens (AI), maskininlärning och annat, för att inte hamna efter i en bransch där konkurrensen är stor. I den här artikeln sätter vi fokus på digitala tvillingar och förklarar vad de är, hur de fungerar och varför de är så viktiga nu och för framtiden. Enligt Fortune Business Insightsberäknas den globala marknaden för digitala tvillingar att växa från 17,73 miljarder US-dollar 2024 till 259,32 miljarder US-dollar 2032. Det innebär en otroligt hög genomsnittlig årlig tillväxttakt (CAGR) på 39,8 %.
Vad är en digital tvilling?
En digital tvilling är en otroligt detaljerad virtuell modell av ett fysiskt objekt, system eller process. Den här idén är avgörande för innovation och modern teknik, särskilt inom områden som till exempel tillverkning, stadsplanering och sjukvård. Genom att använda sensordata från fysiska objekt kan digitala tvillingar reproducera dynamiker, omständigheter och beteenden från den verkliga världen i en virtuell miljö.
Det är möjligt att övervaka, analysera och simulera i realtid tack vare det konstanta dataflödet mellan den verkliga och den virtuella världen. Det underlättar för beslutsfattare att fatta mer välgrundade beslut, förutspå framtida händelser, optimera processer och förbättra den övergripande effektiviteten. Något som gör att digitala tvillingar verkligen utmärker sig är möjligheten att erbjuda kompletta och realistiska bilder av den fysiska motsvarigheten. Då kan man testa olika scenarion utan att behöva testa dem fysiskt, med de risker som det kan innebära.
Digitala tvillingars uppbyggnad
Man kan se på en digital tvillings uppbyggnad som ett integrerat system i tre lager:
- Datalager: Det här avser infrastrukturen för att samla, lagra och hantera data samt de olika datakällorna, till exempel sensorer och IoT-enheter.
- Modellager: Det är här produktens virtuella modell lagras. Här reproduceras och förutspås den fysiska produktens beteenden med hjälp av informationen från datalagret.
- Tjänstelager: Det är här användaren interagerar med den digitala tvillingen genom gränssnittet och olika program. Det är även här som dataanalysen sker och där resultaten presenteras.
Hur används digitala tvillingar i tillverkningsindustrin?
I tillverkningsindustrin används digitala tvillingar som en virtuell kopia av produktionslinjer, maskiner eller produkter. Det här innovativa verktyget simulerar verkliga situationer i en virtuell miljö genom att integrera data från sensorer, tidigare resultat och andra källor. Digitala tvillingar används av tillverkare för att följa system i realtid, förutspå framtida resultat och snabbt upptäcka eventuella problem. Den här proaktiva underhållsstrategin ökar utrustningens livslängd och minskar driftstoppen.
Digitala tvillingar är även centrala för att optimera industrins processer. Företagen kan då utvärdera konsekvenserna av att ändra layouter, material eller utrustning genom att skapa modeller av olika produktionsscenarion utan att störa pågående arbeten. Den här möjligheten sänker kostnaderna och ökar effektiviteten, men underlättar även arbetet med att ta fram nya produkter. Möjligheten att testa och finslipa designer virtuellt gör att utvecklarna i stor utsträckning slipper ta fram fysiska prototyper, och då kan man snabbare kan få ut produkterna på marknaden.
6 sätt som digitala tvillingar revolutionerar tillverkningen på 2024
Digitala tvillingar blir allt viktigare för tillverkare och förändrar och förbättrar branschen totalt på en rad olika sätt, bland annat kan man öka effektiviteten och innovationen, optimera processer, sänka kostnaderna och bli mer hållbara. Här visas sex exempel på hur branschen kan dra nytta av digitala tvillingar:
- Prediktivt underhåll: Med digitala tvillingar kan tillverkare exakt förutspå slitage på utrustning och maskiner, så att de bara behöver planera in underhåll när det verkligen behövs. Prediktivt underhåll ger otroliga besparingar och ökar produktionens effektivitet, eftersom man kan minimera driftstopp på grund av underhåll, maximera maskinernas produktivitet och förlänga utrustningens livslängd. Tillsammans med digitala tvillingar är även AI centralt för prediktivt underhåll.
- Övervakning i realtid: Genom att skapa virtuella kopior av tillverkningsutrustning och processer kan man med digitala tvillingar övervaka och kontrollera verksamheten i realtid. Tillverkare kan se till att utrustning och processer fungerar optimalt och dessutom minska avfallet genom att upptäcka avvikelser, utvärdera effekter av förändringar och göra de ändringar som behövs.
- Förbättrad produktdesign och produktutveckling: Digitala tvillingar revolutionerar hur man tar fram nya produkter, eftersom man noggrant kan testa och analysera nya koncept i en virtuell miljö innan man tar fram fysiska prototyper. Det gör att man undersöka mer komplexa och hållbara designlösningar samtidigt som innovationsprocessen går snabbare och produktutvecklingen blir billigare.
- Optimering av leveranskedjan: Idag används digitala tvillingar inte bara på produktionsgolvet utan även i hela leveranskedjan. Det ger en holistisk bild av leverantörsnätverk, lagernivåer och logistik. Med den här djupgående informationen kan tillverkarna lättare förutse störningar, optimera processer och snabbt anpassa sig efter marknadens behov. Sammantaget ökar det leveranskedjans resiliens och effektivitet.
- Hållbarhet och miljöarbete:: Digitala tvillingar bidrar till miljövänligare tillverkningsmetoder genom att man har mer exakt kontroll över hur produktionen görs och hur resurserna används. De bidrar även till minskat avfall och gör det enklare att följa miljölagar och upptäcka möjligheter att spara energi. Digitala tvillingar underlättar för branschen att gå över till mer miljövänliga och socialt ansvarsfulla tillverkningsprocesser genom att man kan optimera och bli mer effektiv.
- Anpassning och specialtillverkning i stor skala: Med digitala tvillingar kan tillverkare snabbt justera tillverkningsmetoder och inställningar efter kundens unika behov utan det varken kostar mer eller tar längre tid. Det möjliggör massanpassning av produkter. Det ger tillverkarna en konkurrensfördel och gör att de kan tillgodose kundernas behov i takt med att det blir allt mer vanligt med specialtillverkade produkter.
Införa digitala tvillingar i tillverkningen
Det första man behöver fundera på är syftet med den digitala tvillingen. Innan man implementerar den här tekniken behöver man ringa in varför man vill integrera den i den dagliga verksamheten. Några exempel kan vara att man vill förbättra anläggningens utformning eller produktdesignen, öka verksamhetens effektivitet eller helt enkelt minska driftstoppen. Sedan behöver man välja rätt teknik och verktyg, installera sensorer, IoT-enheter och RFID-taggar på utrustningen, så att den kan övervakas hela tiden, och implementera molnplattformar för datalagring.
Nästa steg är att välja mjukvara för att ta fram den digitala versionen av den fysiska utrustningen. Många CAD-modeller (computer-aided design), som Autodesk och Siemens, kan användas för att designa och ta fram digitala tvillingar för att få en komplett digital kopia som kan simulera verkliga förhållanden och beteenden. Digitala tvillingar kan användas för att simulera en rad olika scenarion, analysera hur den fysiska utrustningen fungerar och förutsäga framtida resultat. Den här informationen kan användas för att göra verksamheten mer effektiv och hålla nere kostnaderna, utan att behöva testa på fysiska produkter eller maskiner.
Sammanfattning
Digitala tvillingar i tillverkningen innebär ett paradigmskifte för hur branschen hanterar innovation, underhåll och resultat. Digitala tvillingar, en central del av industri 4.0, har visat sig vara mer än bara en teknisk utveckling. De är snarare en grundläggande förändring mot ett produktionssystem som är mer robust, hållbart och effektivt. Möjligheten att erbjuda prediktivt underhåll, övervakning i realtid och ingående modellering har avsevärt minskat både kostnader och driftstopp samtidigt som verksamheten effektiviseras, utan att det dagliga arbetet störs. Digitala tvillingar har även stimulerat innovation inom specialtillverkade produkter och produktdesign, så att tillverkarna precist och snabbt kan anpassa sig till marknadens ständigt föränderliga behov.
