Spis treści
Digital Twin to technologia polegająca na stworzeniu Cyfrowego Bliźniaka, czyli wirtualnego odpowiednika rzeczywistego modelu lub procesu fizycznego realizowanego w czasie rzeczywistym. Specjaliści w dziedzinie przetwarzania danych i programiści mogą go używać do przeprowadzania symulacji zanim zbudują i wdrożą rzeczywiste procesy i produkty. Digital Twin zmienia dotychczasowe metody optymalizacji w wielu technologiach, takich jak Przemysł 4.0, Internet Rzeczy (IoT), analityka, czy sztuczna inteligencja (AI).
Czym jest technologia Digital Twin?
Przemysł 4.0, nazywany też czwartą rewolucją przemysłową, koncentruje się przede wszystkim na organizacji i kontroli przemysłowego łańcucha wartości obejmującego wszystkie etapy procesu produkcyjnego lub technologicznego od fazy projektowania, przez produkcję, po gospodarkę magazynową, logistykę, a nawet marketing. Z kolei Internet Rzeczy dostarcza mnóstwa danych pozyskanych w trakcie przebiegu procesu dotyczących stanu i działania urządzeń, narzędzi, wytwarzanych produktów i wielu innych parametrów opisujących każdy element przemysłowego łańcucha wartości. Systemy komputerowe wspierające te procesy gromadzą i analizują wszystkie dostarczane dane oraz występujące między nimi zależności i powiązania oraz tworzą biblioteki obiektów i funkcji.
To wszystko umożliwia cyfrowe odzwierciedlenie rzeczywistego procesu w pamięci komputerowej – stworzenie cyfrowego bliźniaka procesu. Odpowiednie oprogramowanie pozwala nie tylko prześledzić jak przebiegał w każdym momencie zapisany projekt, ale również modyfikując pewne elementy i zdarzenia symulować przebieg procesu przy zmienionych warunkach bez konieczności użycia rzeczywistych materiałów i urządzeń. Symulacja umożliwia modyfikację procesu, a co za tym idzie jego optymalizację, bez narażania na zużycie lub uszkodzenie modelu, materiałów, urządzeń i narzędzi.
Korzyści z zastosowania Digital Twin
Technologia Digital Twin umożliwia testowanie i weryfikację produktu, który dopiero powstaje. Cyfrowa wersja planowanego procesu produkcyjnego jeszcze przed rozpoczęciem produkcji przyspiesza proces projektowania i umożliwia optymalizację procesów wytwarzania pod kątem niezawodności produkcji, utrzymania wysokiej jakości wytwarzania oraz optymalizację kosztów realizowanego procesu.
Symulacje zmian konstrukcyjnych, procesów produkcyjnych i okołoprodukcyjnych przynoszą wymierne oszczędności takie jak skrócenie czasu projektowania i wytwarzania produktu, optymalizację wykorzystania i zużycia materiałów, maszyn, urządzeń i narzędzi, wzrost jakości wytwarzania, optymalizację konserwacji linii produkcyjnych i wymiany narzędzi, eliminację awarii, przestojów i wąskich gardeł procesu, itp.
Modelowanie CAD/CAM – podstawa tworzenia Cyfrowego Bliźniaka
Oprogramowanie CAD od wielu lat umożliwia cyfrowe modelowanie rzeczywistych obiektów i wraz z rozwojem technologii oferuje coraz szersze możliwości projektowania nowych bądź opisywania istniejących obiektów. Można śmiało powiedzieć, że systemy CAD od lat umożliwiają tworzenie Cyfrowego Bliźniaka rzeczywistego obiektu. Szczególne znaczenie ma w tym przypadku modelu 3D obejmującego kształty, wymiary i rodzaj materiału. Oczywiście to tylko niezbędne minimum, zaczątek pełnego procesu wytwarzania w technologii Digital Twin. Podobnie ma się sprawa z oprogramowaniem CAM, które wspomaga proces wytwarzania opisując rodzaj i ścieżkę narzędzia, jego prędkość posuwu i inne parametry obróbki.
Rozwój Internetu Rzeczy i związane z nim nasycenie obrabiarek sterowanych numerycznie CNC uzbrojonych w mnóstwo czujników, mierników, itp. i pozyskiwane w ten sposób setki i tysiące danych pochodzących z procesu produkcyjnego i dostarczanych w czasie rzeczywistym do zintegrowanych systemów CAD/CAM umożliwiły pełną digitalizację procesów produkcyjnych i stworzenie ich wirtualnych odpowiedników.
Bezpośrednia wymiana danych między oprogramowaniem CAD, CAM i maszyną CNC oraz ich wzajemne oddziaływanie na siebie pozwala nie tylko tworzyć cyfrowe odpowiedniki procesów produkcyjnych, ale także symulować ich przebieg w celu optymalizacji procesu produkcyjnego. Współczesne systemy CAD/CAM oddziałują na siebie w takim zakresie, że zmiana kształtu modelu 3D powoduje automatyczną zmianę w programie CAM, a modyfikacja programu CAM spowodowana przez dane dostarczane np. z obrabiarki CNC może modyfikować kształt modelu 3D. Koncepcja obiektów elementarnych, w których sparametryzowany model 3D jest powiązany z metodą obróbki, określoną ścieżką i rodzajem narzędzia to kolejny etap dostosowania systemów CAD/CAM do technologii Digital Twin.
Sprawdź oprogramowanie CAM dla Przemysłu 4.0
hyperMILL to profesjonalne oprogramowanie CAM
