Зміст

Цифровий двійник у промисловості, пневматиці, автоматиці, на заводі

Digital Twin на виробничому підприємстві – чи варто інвестувати?.

Цифровий двійник – як це працює?.

Переваги впровадження Digital Twin у промисловості

Застосування Digital Twin в пневматиці та автоматиці

Festo та концепція Digital Twin – практичне впровадження.

Рішення Festo включають:

Приклад з практики: Цифровий двійник складальної лінії з пневматикою Festo.

Чи варто інвестувати в Digital Twin?.

Festo і цифрові двійники – напрямки розвитку.

Висновки та рекомендації для підприємців.

Приклади застосування цифрових двійників від Festo.

 

Цифровий двійник у промисловості, пневматиці, автоматиці, на заводі

Digital Twin на виробничому підприємстві – чи варто інвестувати?

Digital Twin, або цифровий двійник, — це віртуальна модель фізичного об'єкта, процесу або системи, яка функціонує паралельно з реальним аналогом, надаючи актуальні дані, симуляції та прогнозні аналізи. У промислових середовищах, зокрема на виробничих підприємствах, що базуються на автоматиці та пневматиці, цифровий двійник набуває все більшого значення як інструмент, що оптимізує ефективність, скорочує простої та підтримує цифрову трансформацію промисловості.

Цифровий двійник – як це працює?

Digital Twin базується на інтеграції даних, що надходять від датчиків, пристроїв IoT та систем автоматизації (наприклад, PLC, SCADA), які передаються до віртуального моделі (найчастіше в хмарі або локальній системі). Там, завдяки вдосконаленим алгоритмам, математична модель фізичного об'єкта «живе» і розвивається разом з ним, надаючи інформацію про стан, передбачувані несправності або можливу оптимізацію.

Цифровий двійник може:

• симулювати роботу пневматичного приводу,
• представляти розподіл тиску в системі стисненого повітря,
• виявляти знос компонентів клапанів,
• симулювати реакцію машини на змінні параметри процесу.

Переваги впровадження Digital Twin у промисловості

1. Підвищення операційної ефективності.

Дозволяє оптимізувати процеси в режимі реального часу та виявляти вузькі місця у виробництві

2. Прогнозне технічне обслуговування.

Завдяки моніторингу параметрів та виявленню аномалій у показаннях датчиків, Digital Twin дозволяє передбачити вихід з ладу. Це дає змогу вжити запобіжних заходів, а отже, запобігти простою або обмежити його вартість.

3. «Сухе» тестування

Нові налаштування машин, зміни в алгоритмах управління, конфігурації виробничих ліній можна тестувати у віртуальному середовищі без ризику зупинки виробництва.

4. Підтримка дистанційного обслуговування та навчання

Спрощує дистанційну діагностику помилок, а також проведення навчання операторів у реалістичних симуляціях.

5. Збільшення гнучкості виробництва

Швидке переналагодження лінії на нові продукти стає простішим завдяки цифровому відтворенню системи.

Застосування Digital Twin в пневматиці та автоматиці

У середовищах, де основною рушійною силою процесів є пневмоциліндр, електроклапани, розподільники та датчики тиску , цифровий двійник дозволяє моделювати та аналізувати їхню ефективність. Це особливо важливо в галузях, де необхідні:

• точне дозування (наприклад, харчова промисловість),
• синхронне управління рухом (наприклад, пакування, монтаж),
• перевірка зносу компонентів у довготривалих установках (наприклад, автомобілебудування).

Festo та концепція Digital Twin – практичне впровадження

Компанія Festo, як лідер в області автоматики та пневматики, вже багато років розвиває середовище цифрових двійників для своїх компонентів та мехатронних систем. В рамках Festo Automation Suite вона пропонує цифрові моделі своїх продуктів (в тому числі приводів, клапанів, датчиків, маніпуляційних систем), які можуть бути безпосередньо інтегровані в систему Digital Twin клієнта.

Рішення Festo включають:

• Festo AX аналітична платформа для прогнозування та моніторингу, що працює на основі безконтактних даних та цифрових двійників.

• Цифрові дані CAD та EPLAN, що дозволяють створювати двійників у проектних середовищах.
• Готові набори Digital Twin у симуляціях з PLC та додатках типу Digital Engineering Tools.
• Модульні робочі та маніпуляторні агрегати, параметри та робота яких можуть бути повністю відтворені в цифровому вигляді.

Приклад з практики: Цифровий двійник складальної лінії з пневматикою Festo

На заводі з виробництва електронних компонентів було встановлено складальну лінію на базі циліндрів Festo DSBC, розподільників серії VTUG та датчиків SDBT-MSX. Вся система була відтворена в середовищі Digital Twin, що дозволило:

• калібрування робочих параметрів циліндрів без необхідності зупинки лінії,
• швидке виявлення падіння продуктивності,
• аналіз впливу змін тиску живлення на швидкість циклу.

Результатом стало скорочення простоїв на 37% та скорочення циклу впровадження нових продуктів на 25%.

Чи варто інвестувати в Digital Twin?

Так, але з розумом.

Впровадження цифрового двійника — це інвестиція в дані, інфраструктуру та інтеграцію систем IT/OT. Однак прибутки можуть бути багатовимірними — від зменшення кількості збоїв, через оптимізацію виробництва, аж до конкурентної переваги під час впровадження нових продуктів.

Digital Twin – це не майбутнє, а сьогодення інтелектуальної промисловості. Завдяки таким компаніям, як Festo, доступ до технологій цифрових двійників стає простішим і доступнішим – як для малих виробничих підприємств, так і для великих концернів.

Digital Twin є невід'ємною частиною філософії Індустрії 4.0, тобто четвертої промислової революції, основними стовпами якої є цифровізація, аналіз даних, автоматизація та гнучке виробництво. Цифровий двійник дозволяє повністю інтегрувати компоненти машин з системами управління виробництвом, що відкриває нові можливості:

• Інтеграція з ERP та MES – цифровий двійник може надавати дані безпосередньо до систем управління виробництвом та складом.
• Співпраця з AI та машиним навчанням – дані з Digital Twin є чудовою базою для навчання алгоритмів штучного інтелекту, які можуть пропонувати оптимізації або виявляти аномалії.
• Розширена реальність (AR) – оператор, використовуючи окуляри AR, може в режимі реального часу бачити дані з цифрового двійника на реальній машині.

Festo і цифрові двійники – напрямки розвитку

Компанія Festo активно розвиває цифрові послуги в рамках своєї стратегії Festo Digital Business, яка включає:

• Digital Twin для кожного компонента – всі продукти Festo доступні в цифровій версії для завантаження у вигляді 3D-моделей, файлів симуляції, параметричних даних.
• Festo Automation Experience (Festo AX) – аналітична платформа для впровадження інтелектуального прогнозування відмов.
• Festo Motion Terminal (VTEM) – революційна концепція пневматичного клапана, в якому функції керуються цифровим способом, а їх стан і параметри відображаються в двійнику.
• Festo Didactic – освітні рішення для навчання створенню цифрових двійників та роботи з симуляцією і промисловою автоматикою.

Висновки та рекомендації для підприємців

Якщо ви роздумуєте, чи варто інвестувати в технологію цифрового двійника на своєму підприємстві, врахуйте наступне:

✓  Тип виробничих процесів – чим вони більш автоматизовані та повторювані, тим більше переваг від Digital Twin.

✓  Масштаб і розкиданість підприємства – чим більша інфраструктура, тим більша економія на діагностиці та прогнозуванні.

✓  Тип компонентів – цифровий двійник найкраще працює в системах з численними елементами пневматики, наприклад, приводами, датчиками, розподільниками.

✓  Бажання впровадити Індустрію 4.0 – цифровий двійник є відправною точкою для повної цифрової трансформації.

Приклади застосування цифрових двійників від Festo

• Автоматизовані пакувальні лінії в харчовій промисловості – повне відтворення пневматичних циліндрів Festo DSNU та керуючих клапанів.
• Системи палетування з кооперативними роботами – використання електричних циліндрів Festo EPCC з відтворенням траєкторії руху.

• Випробувальні та симуляційні лабораторії в технічних університетах – навчальні версії Digital Twin, що підтримують освіту майбутніх інженерів.