Koncept Digital Twin vznikl již na počátku 90. let minulého století. Od té doby se však jeho pojetí postupně vyvinulo, a proto lze na digitální dvojče pohlížet z nejrůznějších úhlů.
Odborníci a výrobci se však shodují na tom, že digitální dvojče je model, který pracuje se současným stavem a zrcadlí skutečné zařízení, systém nebo proces v simulovaném režimu. Současně však zná celou jeho historii a s přesností chápe jeho budoucí potenciál.
Co je to digitální dvojče?
Digitální dvojče, anglicky Digital Twin, lze zjednodušeně definovat jako virtuální kopii reálného objektu, systému nebo procesu.
Digitální dvojče je otiskem a přesnou napodobeninou fyzické věci, skutečného automatizovaného zařízení, výrobního či měřícího procesu nebo určité služby v digitálním světě.
Pojem se vyskytuje například v souvislosti s nástupem revolučního programu Průmysl 4.0.
Digital Twin se využívá především ve výrobních závodech, kde dokáže zkrátit dobu zprovoznění nových linek či závodů a umožňuje zvyšovat jejich efektivitu.
Jak funguje digitální dvojče?
Digitální dvojče může existovat na jakékoliv úrovni v tradiční architektuře ISA-95.
ISA-95, oficiálním názvem ANSI/ISA-95 Enterprise-Control System Integration, je mezinárodní standard pro integraci podnikových a řídicích systémů.
Slouží jako nástroj podpory rozhodování, který umožňuje zlepšit bezpečnost, spolehlivost a ziskovost jak ve fázi projektování, tak i v provozu.
Digital Twin je virtuální digitální kopie zařízení, systému nebo procesu, která co nejpřesněji odráží skutečný stav v reálném čase, je spustitelná na vhodné výpočetní platformě a lze jí manipulovat.
To umožňuje určit budoucí chování fyzického systému a optimalizovat zásahy do něj.
Přínosy digitálních dvojčat
Digitální dvojče vytváří dokonalý virtuální duplikát fyzického objektu, systému, výrobního nebo měřícího automatizovaného zařízení.
Koncept Digital Twin tak umožňuje nejen navrhovat, simulovat a vyrábět mnohem rychleji, než to bylo možné dřív.
Od samého počátku však dokáže rovněž pracovat na tom, aby každá další verze byla lepší. Lepší ve smyslu hospodárnosti, efektivity, robustnosti a šetrnosti k životnímu prostředí.
Digitální dvojče dovoluje nahlédnout do automatizovaných zařízení a procesů.
Dává možnost vnímat věci, které nemohou být přímo měřeny.
Tím, že je koncept digitálního dvojčete založen na konzistentních datech, podporuje společné propojení mezi různými odděleními v podniku a dokonce i mimo něj.
Digitální dvojče jako virtuální stín reality
Digitální dvojče doprovází svůj vzor jako digitální stín ve všech fázích hodnotového řetězce – od návrhu přes výrobu až po provoz, následně i servis a případnou recyklaci.
Koncept Digital Twin se ukazuje jako nesmírně užitečné během celého jejich životního cyklu.
Implementace digitálních dvojčat je nezbytná již ve fázi počáteční studie. Přináší tím řadu benefitů:
- umožňují vyhodnotit proveditelnost,
- pomáhají optimalizovat proces projektování a uvádění do provozu,
- podporují optimalizaci provozu a prediktivní údržby,
- zkracují dobu výroby,
- pomáhají snížit náklady.
Budoucnost digitálních dvojčat
Digitální dvojče vytváří podmínky pro trvalé zlepšování kvality a celkové efektivity, minimalizují poruchovost, zkracují vývojové cykly a otevírají nové obchodní příležitosti. Digitální dvojče tak vytváří trvalou konkurenční výhodu.
Vývoj konceptu Digital Twin je však jednoznačně podmíněn existencí výkonných softwarových systémů.
Ty je totiž mohou implementovat v rámci celého hodnotového řetězce. Konkrétně v oblasti plánování a navrhování produktů, strojů i celých provozů a také později v provozu výrobních zařízení a systémů.
Přínos digitálních dvojčat je obrovský. Mohou reagovat mnohem pružněji na veškeré změny a svou výrobu průběžně zefektivňovat.
Shrnutí
Digitální dvojčata jsou mocným a slibným nástrojem, který má potenciál transformovat mnoho průmyslových odvětví.
Poskytuje výhody především proto, že zajišťuje, aby zaměstnanci v provozu a pracovníci obsluhy výrobních zařízení měli vždy a všude informace, které potřebují k pochopení celkových dopadů svých každodenních rozhodnutí.
Digitální dvojče usnadňuje toky informací přes hranice organizace (tedy v rámci dodavatelských řetězců, pro servisní organizace nebo pro dohledové a regulatorní orgány) a výrazně minimalizuje nutnost intuitivního rozhodování podle odhadu.
S rostoucím propojením světa a dostupností dat se digitální dvojčata stanou nezbytným nástrojem pro optimalizaci procesů, předvídání problémů a zefektivňování operací v široké škále oblastí.