Transformatoru laikmets: “digitālie dvīņi” jau ir klāt. Digital Twin – elements, kura ļoti pietrūka! Tehniskā dizaina risinājumu kontrole

IBM Roterdamas ostā ieviesīs jaunākās mākoņtehnoloģijas un lietu internetu.

Tuvākajā laikā Roterdamas osta sagaida jaunu rekordu: tā kļūs ne tikai par lielāko Eiropas ostu kravu apgrozījuma ziņā, bet arī par gudrāko ostu pasaulē. Un IBM viņam palīdzēs šajā jautājumā.

Kopīgie centieni galvenokārt būs vērsti uz sistēmas ieviešanu "saistītā piegāde"(savienota piegāde), līdzīgi kā savienotām automašīnām automobiļu rūpniecībā. Kuģi, kuriem ir piekļuve sistēmai, tiek kontrolēti autonomi un apmainās ar datiem drošai navigācijai. Kā informē Roterdamas ostas administrācija, viņi plāno saņemt pirmos autonomos kuģus jau 2025. gadā.

Digitalizācijas programma ir paredzēta vairākiem gadiem. Rezultātā 42 kilometrus garā ostas teritorija tiks sakārtota vienotā digitālā telpā, izmantojot mākoņa tehnoloģijas IBM mākonis un lietu internets IBM IoT un Roterdamas ostu var pamatoti saukt par viedāko ostu pasaulē.

Lai izveidotu šādu sistēmu, tā tiks izveidota porta digitālais dvīnis– precīzs visu darbību digitālais modelis, kas ar 100% precizitāti atspoguļos resursus un ostu jaudas, kuģu kustības, infrastruktūru, laikapstākļus, ģeogrāfiskos un hidroloģiskos apstākļus.

Ostu ik gadu šķērso vairāk nekā 140 tūkstoši kuģu, un kravu apstrādes procesā ir iesaistītas daudzas ieinteresētās puses. Digitālais modelis ļaus redzēt kopējo ainu, pārbaudīt portu darbības scenārijus un, izmantojot centralizētu vadības paneli, labāk koordinēt visu dalībnieku darbības. Tas palielinās ostas darbības ātrumu un pārkrauto kravu apjomu, vienlaikus nodrošinot arī visstingrākajiem drošības standartiem. Galu galā kuģa ostā pavadītais laiks tiks samazināts vidēji par 1 stundu. Ostas operatoriem tas nozīmēs pasūtījumu ietaupījumu 80 000 ASV dolāru, un ostai - saņemto kuģu skaita palielināšanā.

Ostā tiks izmantotas lietu interneta un Augmented Intelligence apstrādes tehnoloģijas, kā arī viedie meteoroloģiskie un hidroloģijas dati, ar kuriem pārvadātāji varēs noteikt visizdevīgāko laiku iebraukšanai Roterdamas ostā. Un labvēlīgi navigācijas apstākļi ļauj ietaupīt degvielu, optimizēt iebraukšanas un pietauvošanās ātrumu un nodrošināt labāku kravas drošību.

Šim nolūkam tiks aprīkotas piestātnes un bojas "digitālie delfīni"– viedie sensori, kas nodrošina atbalstu kravu pārkraušanai, fiksē pietauvošanās termināļu vakances vai noslogojumu, ģenerē datus par ostas darbības statusu konkrētā brīdī, kā arī uzrauga vides apstākļus, kas tieši vai netieši ietekmē navigāciju. Digitālie delfīni būs pašmācības, un tiek apgalvots, ka to reāllaika rādījumi ir 100% precīzi. Šo informāciju osta plāno pārraidīt lietotājiem, izmantojot speciāli izstrādātu operāciju plānošanas un uzraudzības aplikāciju.

Vēl viena Roterdamas ostas iniciatīva ir ražošanas palīglaboratorijas (RAMLAB) izveide. Tās mērķis ir pēc pieprasījuma piegādāt kuģu būvētavas ar augstas kvalitātes industriālajām rezerves daļām. Šis ir pirmais 3D drukas laboratorija, kas paredzēts ostām un jūras pārvadātājiem, kas spēj saīsināt vajadzīgās daļas gaidīšanas laiku no 1,5-2 mēnešiem līdz vairākām dienām.

Ātrums un efektivitāte ir divas galvenās jebkuras ostas priekšrocības - Pols Smits

"Ātrums un efektivitāte ir divas no lielākajām jebkuras ostas stiprajām pusēm," saka Pols Smits, Roterdamas ostas pārvaldes finanšu direktors. "Tie ir tie, kas piesaista biznesu un ļauj mums palielināt kravu apgrozījumu." Ir skaidrs, ka Roterdamas ostas inovācijas tieši kalpo šiem diviem mērķiem.

Sadaļā “Jaunais vārds” Apparat runā par nesen radušajiem terminiem, kas saistīti ar jauno sabiedrību. Šajā izdevumā ir iekļauts digitālais dvīnis. Dators, kas zina visu par jums un var atdarināt jūsu uzvedību.

Digitālais dvīnis

Tiek pieņemts, ka, lai izveidotu digitālo dvīņu, īpaša programmatūra analizēs jūsu saraksti sociālajos tīklos un e-pasts, pārlūkprogrammas vēsture un pirkumi interneta veikalos, informācija no valkājamām ierīcēm, viedtālruņiem vai viedais pulkstenis un citu pieejamo informāciju. Pamatojoties uz šiem datiem, izmantojot īpašus algoritmus, būs iespējams ieprogrammēt savu uzvedību: kā jūs reaģētu uz savu partneri? biznesa vēstule, lai jūs pastāstītu bērniem viņu Facebook ierakstā. Datori jau daudz zina par mūsu vēlmēm, piemēram, reklāmas uzņēmumi analizēt mūsu meklēšanas vaicājumi Un e-pastiem, izveido profilu katram cilvēkam un centies viņam rādīt tikai tos sludinājumus, kas viņam patiesi būs interesanti.

Mūsu dzīvē sāk ienākt arī programmatūra, kas imitē cilvēka uzvedību: digitālie palīgi – Siri no Apple, Cortana no Microsoft un Watson no IBM – sazinās ar lietotāju, atbild uz viņa jautājumiem un var turpināt sarunu pat par abstraktām tēmām. Ir izstrādāti pirmie tērzēšanas roboti, kas sekmīgi iztur Tjūringa testu – tas ir, tie maldina cilvēkus, kuri ar viņiem sazinās, liekot domāt, ka tie nav mākslīgais intelekts, bet gan īsts cilvēka intelekts.

Zinātnieki apsver arī fantastiskākas iespējas digitālā dvīņa radīšanai: pilnīga smadzeņu digitalizācija, tā sauktā apziņas augšupielāde. Taču darbs šajā virzienā šobrīd ir tikai sākumstadijā: piemēram, projekta Blue Brain ietvaros līdz 2023. gadam pilnībā jāimitē neokorteksa digitālā versija, kas ir cilvēka smadzeņu garozas galvenā daļa.

Kā izmantot digitālo dvīņu

Runājiet ar cilvēku pēc viņa nāves

Viens no vērienīgākajiem plāniem ir izveidot dubultnieku, kas varētu aizstāt cilvēku pēc viņa nāves. “Kad tu un es nomirsim, mūsu bērni nenāks pie mūsu kapiem. Viņi vadīs mūsu digitālos dvīņus un runās ar viņiem,” saka Džons Smārts. "Šis scenārijs var šķist nedaudz tāls," viņš piebilst. "Taču cilvēki jau veido raudu sienu mirušo radinieku lapās sociālajos tīklos un turpina viņiem sūtīt privātas ziņas." Zinātniskās fantastikas rakstniekiem un režisoriem patīk šādas perspektīvas. Piemēram, viens no sižetiem seriālā “Melnais spogulis” stāsta par to, kā kāda jauna sieviete nomainīja savu autoavārijā bojāgājušo vīru ar digitālo kopiju. Vēlāk viņa "lejupielādēja" sava vīra apziņu Android robotā, tas ir, viņa viņu praktiski atdzīvināja.

Personīgais asistents

Šī opcija ir daudz vienkāršāk īstenojama un neprasa no dubultnieka tik augstu kognitīvo spēju līmeni. Zināmā mērā tas jau tiek ieviests, piemēram, digitālais palīgs Google tagad analizē jūsu e-pastu un meklēšanas vaicājumus, sniedzot padomus, kas atvieglo jūsu dzīvi. Taču digitālais dvīnis varēs ne tikai jums kaut ko ieteikt, bet arī uzņemties dažus jūsu uzdevumus, kaut arī pavisam vienkāršus: pierakstīties pie ārsta, pierakstīties. biznesa tikšanās, un veikalā norādi uz produktiem, kas uzturvielu satura ziņā ir piemērotākie tavai diētai.

Projekta trūkumi

Viens no galvenajiem šīs koncepcijas trūkumiem, ko atzīst pat tās ideologs Džons Smārts, ir pilnīgs privātuma pārkāpums. Programma izlasīs visu jūsu korespondenci, analizēs pirkumus un kopumā visos iespējamos veidos iekļūst tajā, ko sauc par jūsu personīgo dzīvi. Lielās korporācijas, kas vāc mazāk datu, jau saskaras ar protestiem.

Džons Smārts

Ziniet, es vēlētos glabāt savu veselības un finanšu informāciju mazā seifā, lai neviens tai nevarētu piekļūt. Bet tāda domāšana ir atavisms. Jūs nevarat iegūt daudz, ja vien neupurējat savu privātumu. Esmu pārliecināts, ka tikmēr, kamēr cilvēki jūtas savā kontrolē pār tehnoloģiju, datu privātums būs otršķirīgs.

Attēls: Edvards Bleiks Edvards

Arvien vairāk uzņēmumu izrāda interesi par ražošanas digitalizācijas tēmu. Par to varēja pārliecināties reģionālās zinātniski tehniskās konferences “Ražošanas procesu digitalizācija” organizatori. Rūpnieciskā pielietošana programmatūra digitālo uzņēmumu veidošanai”, kas nesen notika Samarā.

To ierosināja uzņēmumu grupa SMS-Automation, kas pazīstama kā universāls integrators, kas specializējas industriālās automatizācijas sistēmu izveidē un atbalstīšanā, kopā ar Siemens Digitālās ražošanas nodaļu, kas ir viens no pasaulē lielākajiem koncerniem automatizācijas un elektrotehnikas jomā. produktiem, ar kuriem Samara izstrādātājiem ir bijusi vairāk nekā divas desmitgades auglīga sadarbība.

Ražotāju un izstrādātāju forums informācijas sistēmas To atbalstīja arī Samaras reģiona Rūpniecības un tehnoloģiju ministrija. Tās speciālisti vairākkārt atzīmējuši uzņēmumu grupas panākumus rūpnieciskās automatizācijas un lielu informācijas sistēmu būvniecības jomā.

Samaras reģiona rūpniecības uzņēmumu pārstāvji tika iepazīstināti ar konceptuālo ietvaru un specifiskiem instrumentiem efektīvas digitālās ražošanas veidošanai. Rūpnieciskā automatizācija ir tikai daļa no digitalizācijas jeb digitalizācijas, kā to arī sauc. Digitalizācija ir procesu automatizācija visā produkta, aprīkojuma vai uzņēmuma dzīves ciklā. Tajā iekļaujas projekts, tā funkcionēšana un modernizācija.

Lielu interesi konferences dalībnieku vidū izraisīja SMS-Automatizācijas uzņēmumu grupas direktoru padomes priekšsēdētāja Andreja Sidorova ziņojums “Industriālā programmatūra kā digitalizācijas rīks”. "Mēs esam uz vadības sistēmu intelektualizācijas sliekšņa," atzīmēja Andrejs Sidorovs (apakšējā fotoattēlā). – Tagad iekārtu ražotāji Rietumos maina ražošanas modeli. Iekārtai sāk būt digitālais dvīnis. Uzņēmējdarbības modeļu maiņa nozīmēs, ka digitālais dvīnis būs nozīmīgs faktors, izvēloties piegādātāju.

Digitalizācija nozīmē arī situāciju testēšanu virtuālos digitālajos modeļos, kas ļauj ietaupīt milzīgas naudas summas. Siemens jau atrodas savā digitalizācijas vietā, negaidot detaļu ražošanas mašīnas atnākšanu, saņēmusi tās virtuālo attēlu, savieno ar to virtuālos robotus un netērējot laiku sāk tehnoloģisko procesu atkļūdošanu.

Ekspertu izvirzītās tēmas, kas saistītas ar konkrētu digitālās ražošanas rīku izmantošanu, konferences dalībnieki uzņēma ar interesi un izraisīja daudz jautājumu un diskusiju. Papildus referātiem konferences viesu uzmanību piesaistīja demo stendi ar praktiski piemēri digitalizācijas principu ieviešana rūpniecības uzņēmumu procesu vadības sistēmu realitātē Krievijā. Īpaša uzmanība konferencē tika pievērsta jautājumiem informācijas drošība modernas sistēmas automatizācija. Iepazīšanās ar aktuālajām tendencēm uzņēmumu attīstībā Rūpniecība 4.0 koncepcijas ietvaros, pēc ekspertu domām, var kļūt par papildu instrumentu konkurētspējas paaugstināšanas procesā Rūpniecība 4.0 laikmetā.

Ir labāks veids. Inženiertehnisko un tehnoloģisko projektēšanas procesu efektivitātes uzlabošanas veidu noteikšana

Ārons Frenkels, Jans Larsens

Produkta ražošana neapšaubāmi ir vissvarīgākā visu dzīves cikla procesu sastāvdaļa. Šajā posmā idejas pārvēršas realitātē. Turklāt bez saskaņotiem projektēšanas un ražošanas procesiem, lai nodrošinātu veiksmīgu produkta montāžu cehā, idejas paliks tikai skaisti zīmējumi vai netiks pilnībā īstenotas. Daudzus gadus tehnoloģisko procesu projektēšanas un izstrādes metodes palika nemainīgas, saglabājot visus tradicionālos trūkumus, kas palielina izmaksas un termiņus. Ņemot vērā, ka mūsdienās inovācijas ir kļuvušas par vitāli svarīgu mašīnbūves uzņēmumu izdzīvošanai, Siemens PLM Software analizēja pirmsražošanas procesus, lai noteiktu veidus, kā tos vēl vairāk optimizēt. Šajā rakstā Ārons Frankels, inženiertehnisko risinājumu mārketinga vecākais direktors un Jans Larsons, vecākais mārketinga direktors, EMEA, Siemens PLM Software, apspriež, kādi neefektivitātes avoti ir jānovērš, lai ieviestu jēdzienu “produkta digitālais dvīnis. ” un kā tas ietekmēs produktu ražošanas veidu.

Skaista simfonija

Ja jūs nokļūsit modernā uzņēmumā, jūs redzēsiet pārsteidzošu cilvēku, robotu un mašīnu darba simfoniju, materiālu un detaļu kustību - un tas viss tiek darīts ar precizitāti līdz sekundei, lai saglabātu grafiku. Attēls izrādās vienkārši fantastisks.

Bet aizkulisēs redzēsim novecojušus projektēšanas un ražošanas tehnoloģiskās sagatavošanas procesus. Mēs negrasāmies nevienu kritizēt. Produkta dizaina izstrāde pati par sevi nav mazs sasniegums. Projektēšana var būt ļoti sarežģīts uzdevums. Dažos gadījumos produkts sastāv no miljoniem detaļu, un tūkstošiem darbinieku un partneru strādā pie tā izveides, bieži vien visā pasaulē. Turklāt tādās kritiskās nozarēs kā elektronikas rūpniecība (vairāk ātri procesori, miniaturizācija), automobiļu rūpniecība (vides jautājumi un emisiju samazināšana) un kosmosa rūpniecība (videi draudzīgums un kompozītmateriālu ieviešana), pastāv pastāvīga vēlme optimizēt un paātrināt jaunu produktu radīšanas procesus. Ņemot vērā risināmo problēmu augsto sarežģītību, nevēlēšanās atkāpties no praksē pārbaudītiem pirmsražošanas procesiem ir diezgan saprotama. Tomēr mūsu klienti ziņo par izplatītām problēmām produktu projektēšanā un ražošanā, kas dažos gadījumos izraisa dārgas kavēšanās.

Biežas problēmas

Viens no lielākajiem izaicinājumiem, ko mēs redzam, ir tas, ka dizaineri un tehnologi izmanto dažādas sistēmas. Praksē tas noved pie tā, ka dizaineri savu izstrādi nodod tehnologiem, kuri cenšas radīt tehnoloģiskie procesi V datorsistēmas, pie kā viņi ir pieraduši. Šādā scenārijā – un tas notiek ļoti bieži – informācija desinhronizējas, kas apgrūtina situācijas kontroli. Turklāt palielinās kļūdu iespējamība.

Darbnīcu izkārtojumu izstrādes laikā regulāri rodas problēmas. Iemesls tam ir tas, ka stāvu plāni parasti tiek veidoti divdimensiju grīdas plānu un papīra zīmējumu veidā. Tas ir ilgs un darbietilpīgs process. 2D rasējumi ir svarīga procesa sastāvdaļa, taču tiem nav vajadzīgās elastības. Bieži gadās, ka aprīkojuma pārkārtošana darbnīcā nav ierakstīta zīmējumā. Problēma ir īpaši aktuāla, darbojoties strauji mainīgos tirgos (piem. plaša patēriņa elektronika), kad nepieciešama nepārtraukta ražošanas sistēmu paplašināšana un modernizācija. Kāpēc? Jo divdimensiju izkārtojumiem trūkst inteliģences un asociativitātes. Tie neļauj tehnologiem uzzināt, kas tieši notiek veikalā, un ātri pieņemt pārdomātus lēmumus.

Pēc maketa izveides tiek izstrādāts tehnoloģiskais maršruts. Parasti tas iziet kontroles posmu. Šeit ir vēl viens būtisks šķērslis efektivitātes palielināšanai. Tehnologiem parasti ir jāgaida, līdz iekārta ir uzstādīta, lai novērtētu iekārtu veiktspēju. Turklāt, ja raksturlielumi izrādās zemāki nekā gaidīts, tad var būt par vēlu izstrādāt alternatīvu tehnoloģiju. Mūsu pieredze liecina, ka šī situācija rada ievērojamu kavēšanos.

Visbeidzot, klienti ziņo par divām papildu problēmām, kas radušās pirmsražošanas cikla beigās. Tas ir atsevišķu darbību un visa tehnoloģiskā procesa izpildes novērtējums kopumā.

Sakarā ar mūsdienu ražošanas augsto sarežģītību un biežo koordinācijas trūkumu starp dažādas sistēmas Procesa plānošanā ir grūti noteikt, kuras konkrētas darbības vai ražošanas apgabali izraisa aizkavēšanos visā līnijā. Un, runājot par produkta faktisko ražošanu, klienti ziņo, ka parasti ir ārkārtīgi grūti novērtēt veiktspēju un pakāpi, kādā faktiskie procesi atbilst plānotajiem procesiem. Atkal problēma ir augstajā sarežģītībā, kā arī atgriezeniskās saites trūkums starp ražošanu, dizaineriem un tehnologiem.

Digitālais dvīnis

Digitālais dvīnis ir reāla objekta virtuāla kopija, kas darbojas tāpat kā reālais objekts. Šeit neiedziļinoties mūsu produktu tehniskajās detaļās, pietiek pateikt, ka mūsu produktu dzīves cikla pārvaldības (PLM) rīki nodrošina pilnīgu digitālo platformu. Tā atbalsta digitālo dvīņu izmantošanu, kas precīzi modelē pilnīgu produktu projektēšanas un ražošanas procesus.

Ko tas viss nozīmē praksē? Vēlreiz apskatīsim iepriekš minētās darbības un parādīsim galvenās iespējas, ko nodrošina jaunā pieeja.

Būvniecība

NX (un citas CAD sistēmas) izveido produkta modeli un pārsūta to uz Teamcenter 3D JT formātā. Dažu sekunžu laikā lietojumprogramma izveido tūkstošiem dažādu produkta virtuālo versiju, kas precīzi atbilst reālajam produktam. Vienlaikus potenciālo problēmu identificēšanai tiek izmantotas lielo datu apstrādes tehnoloģijas, modeļos ietvertā dizaina un tehnoloģiskā informācija (PMI) (pielaides, saderības, savienojumi starp detaļām un mezgliem), kā arī tehnoloģiskā procesa pamata apraksts. Šī pieeja jau ir pārbaudīta praksē, veidojot mūsu uzņēmuma ražotos elektroniskos produktus. Piemēram, mēs varējām nekavējoties noteikt, ka skrūvju caurumi video izvades savienotājā precīzi nesakrīt ar skrūvju caurumiem uz PCB. Ja kļūda nebūtu atklāta, klienti būtu iesnieguši garantijas prasības: savienotājs varētu būt atdalīts no iespiedshēmas plate. Projektēšanas kļūdu identificēšana agrīnā stadijā ievērojami ietaupa laiku un naudu gan tehnoloģiju izstrādes, gan ražošanas laikā.

Procesu dizains

Digitālais dvīnis ļauj uzlabot dizaineru un tehnologu sadarbību, optimizēt vietas izvēli un ražošanas tehnoloģiju, kā arī nepieciešamo resursu piešķiršanu. Apskatīsim piemēru, kā veikt izmaiņas veidošanas procesā. Izmantojot mūsu programmatūru, procesu inženieri pievieno jaunas darbības strādājošam 3D procesa modelim, pamatojoties uz jauno dizaina specifikāciju. Jūs varat simulēt jebkuru ražošanas sistēmu, atrodoties jebkurā vietā pasaulē: teiksim, Parīzes tehnologi gatavo ražošanu rūpnīcā Rio. Ar katras pievienotās darbības laika informāciju tehnologi pārbauda, ​​vai jaunais procesa maršruts atbilst noteiktajiem darbības rādītājiem. Ja tas tā nav, tad tehnoloģiskās darbības tiek aizstātas vai pārkārtotas. Pēc tam atkārtoti tiek veiktas skaitliskās simulācijas, līdz izvēlētais procesa maršruts atbilst prasībām. Jaunā darbplūsma ir nekavējoties pieejama apstiprināšanai visiem izstrādātājiem. Ja tiek konstatētas problēmas, dizaineri un tehnologi strādā kopā, lai tās novērstu.

Darbnīcu izkārtojumi

Strādājot pie maketiem, mēs iesakām izveidot digitālo dvīni, kas satur mehāniskās iekārtas, automatizācijas sistēmas un resursus, kas ir skaidri saistīti ar visu ražošanas un ražošanas tehnoloģiskās sagatavošanas "ekosistēmu". Izmantojot PLM rīku komplektu, procesa soļus var apmainīt, izmantojot vilkšanu un nomešanu. Tikpat viegli ir novietot iekārtas un personālu uz ražošanas līnijas un simulēt tās darbību. Tas ir ļoti vienkārši, bet tajā pašā laikā ārkārtējs efektīvs veids tehnoloģisko procesu veidošana un rediģēšana. Veicot konstrukcijas izmaiņas, kurās nepieciešams izmantot jaunu industriālo robotu, skaitliskās simulācijas speciālisti pārbauda, ​​piemēram, vai ir iespējams uzstādīt šāda izmēra robotu, netrāpot pret konveijeru. Darbnīcas iekārtojuma izstrādātājs veic nepieciešamos grozījumus un sagatavo izmaiņu paziņojumu, uz kura pamata iepirkumu daļa iegādājas jaunu tehniku. Šāda izmaiņu seku analīze ļauj izvairīties no kļūdām un, ja nepieciešams, nekavējoties informēt piegādātājus.

Tehniskā dizaina risinājumu kontrole

Pārbaudes posmā digitālais dvīnis tiek izmantots, lai praktiski pārbaudītu montāžas procesu. Virtuālā simulācija un kvantitatīvā analīze var novērtēt visus faktorus, kas saistīti ar roku darbu montāžā, un identificēt tādas problēmas kā neērta strādnieka poza. Tas ļauj izvairīties no noguruma un ar darbu saistītām traumām. Pamatojoties uz simulācijas rezultātiem, tiek izveidoti mācību video un instrukcijas.

Veiktspējas optimizācija

Digitālais dvīnis tiek izmantots projektētās tehnoloģiskās sistēmas statistiskai modelēšanai un novērtēšanai. Tas ļauj viegli noteikt, vai ir jāizmanto roku darbs, roboti vai robotu un strādnieku kombinācija. Var veikt visu procesu skaitliskās simulācijas, līdz pat atsevišķas iekārtas enerģijas patēriņam, lai maksimāli optimizētu tehnoloģiju. Analīze parāda, cik detaļu tiek saražots katrā darbībā. Tas nodrošina, ka faktiskās ražošanas līnijas veiktspēja atbildīs mērķim.

Produkta izgatavošana

Digitālais dvīnis nodrošina atgriezenisko saiti starp reālo un virtuālo pasauli, kas ļauj optimizēt produktu ražošanas procesus. Tehnoloģiskās instrukcijas tiek nosūtītas tieši uz darbnīcu, kur iekārtu operatori tos saņem kopā ar video. Operatori nodrošina dizaineriem ražošanas datus (piemēram, vai starp divām skrūvēm, kas notur paneli, ir atstarpe), savukārt citi automatizētas sistēmas apkopot informāciju par veiktspēju. Pēc tam tiek veikts projektētās konstrukcijas un faktiski saražotās preces salīdzinājums, tiek identificētas un novērstas novirzes.

Jaunas pieejas darbam

Digitālā dvīņa izmantošana, kas ir precīza reāla produkta kopija, palīdz ātri identificēt iespējamās problēmas, paātrina ražošanas sagatavošanu un samazina izmaksas. Turklāt digitālā dvīņa klātbūtne garantē iespēju izgatavot dizaineru izstrādātu produktu; visi tehnoloģiskie procesi tiek uzturēti aktuālā un sinhronizētā stāvoklī; izstrādātās tehnoloģijas izrādās operatīvas, un ražošana funkcionē tieši tā, kā plānots. Digitālais dvīnis ļauj pārbaudīt, kā jaunas tehnoloģijas var integrēt esošajās ražošanas līnijās. Tas novērš riskus, kas rodas iekārtu iegādes un uzstādīšanas laikā.

Mašīnbūve ir viena no progresīvākajām pasaules rūpniecības nozarēm, kurā jau sen tiek izmantotas pārbaudītas, bet novecojušas pieejas ražošanas tehnoloģiskajā sagatavošanā. Ir pienācis laiks ieviest inovācijas garu, kas paver durvis uz panākumiem produktu izstrādē un ražošanā. Ir pienācis laiks izmēģināt ko jaunu!

Iespējams, ikviens, kurš skatījās filmas Terminators vai Matricu, domāja, kad mākslīgais intelekts kļūs par mūsu ikdienas sastāvdaļu un vai cilvēki un roboti varēs sadzīvot mierā un harmonijā. Šī nākotne ir daudz tuvāk, nekā jūs domājat. Šodien mēs jums pastāstīsim par tehnoloģiju, ko sauc par “digitālajiem dvīņiem”, kas jau tiek plaši izmantota rūpniecībā un, iespējams, drīz kļūs par mūsu ikdienas sastāvdaļu.

Kas ir digitālie dvīņi?

Ir kļūdaini uzskatīt, ka termins "digitālie dvīņi" attiecas uz robotiem un mākslīgo intelektu, kas ir sava veida humanoīda radījuma aizsegā. Pats termins pašlaik galvenokārt tiek attiecināts uz rūpniecisko ražošanu. Jēdziens “digitālie dvīņi” pirmo reizi parādījās 2003. gadā. Šis termins tika izmantots pēc Floridas Tehnoloģiju institūta Dzīves cikla pārvaldības un inovāciju centra profesora un direktora asistenta Maikla Grīvesa raksta “Digitālie dvīņi: ražošanas izcilība, pamatojoties uz virtuālo prototipu rūpnīcu”. Pati koncepciju izgudroja NASA inženieris, kurš bija profesora kolēģis.

1971yes/bigstock.com

Savā pamatā "digitālie dvīņi" ir jēdziens, kas apvieno mākslīgo intelektu, datormācību un programmatūru ar īpašiem datiem, lai radītu dzīvi. digitālie modeļi. Šie "digitālie dvīņi" tiek pastāvīgi atjaunināti, mainoties fiziskajiem prototipiem.

Kur digitālie dvīņi iegūst datus sevis atjaunināšanai?

Digitālā kopija, kā jau mākslīgajam intelektam pienākas, nemitīgi mācās un pilnveido sevi. Šim nolūkam digitālais dvīnis izmanto zināšanas no cilvēkiem, citām līdzīgām mašīnām un lielākām sistēmām un vidi, kuras daļa tas ir.

Maikls Grīvzs ierosināja savas trīs prasības, kurām jāatbilst “digitālajiem dvīņiem”. Pirmais ir atbilstība oriģinālā objekta izskatam. Jums ir jāsaprot, ka līdzīgi izskats– tā ir ne tikai kopbilde, bet arī atsevišķu daļu atbilstība īstajam “dvīnim”. Otrā prasība ir saistīta ar dubultnieka uzvedību testēšanas laikā. Pēdējā un grūtākā lieta ir informācija, kas tiek saņemta no mākslīgā intelekta par reāla produkta priekšrocībām un trūkumiem.

1971yes/bigstock.com

Kā norāda Maikls Grīvzs, kad digitālās kopijas sāka lietot, pat virspusējas līdzības kritērijs tika uzskatīts par grūti izpildāmu. Šodien, tiklīdz digitālais dvīnis ir identisks pirmajos parametros, to jau var izmantot praktisku problēmu risināšanai.

Kāpēc mums ir vajadzīgi digitālie dvīņi?

Digitālās kopijas tiek veidotas, lai optimizētu fizisko prototipu, visu sistēmu un ražošanas procesu veiktspēju.

Saskaņā ar GE Global Research Center programmatūras pētījumu viceprezidenta Ph.D. Colin J. Parris teikto, digitālie dvīņi ir hibrīdmodelis (gan fizisks, gan digitāls), kas ir izveidots īpaši konkrētiem biznesa mērķiem, piemēram, prognozē kļūmes, samazina apkopi izmaksas, novērstu neplānotus pārtraukumus.

1971yes/bigstock.com

Kolins J. Pariss norāda, ka, runājot par “digitālajiem dvīņiem”, šī sistēma darbojas trīs posmos: redzēšana, domāšana un darīšana. “Skatīšanas” posms ir datu iegūšana par situāciju. Ir divu veidu informācija: darbības dati (piemēram, viršanas temperatūra) un vides dati. Nākamais solis, ko Kolins Dž. Pariss nosacīti dēvēja par "domāšanu", ir saistīts ar faktu, ka šajā posmā "digitālais dvīnis" var sniegt iespējas dažādiem pieprasījumiem par to, kā vislabāk rīkoties konkrētajā situācijā vai kādi varianti ir labāki. uzņēmējdarbības nolūkos. Mākslīgais intelekts izmanto analīzei, piemēram, vēsturisko informāciju, ieņēmumu un izdevumu prognozes un sniedz vairākas iespējas, kuru pamatā ir riski un pārliecība, ka šie priekšlikumi var tos samazināt. Pēdējais solis– “darīt” – ir tieši saistīts ar darāmā realizāciju.

1971yes/bigstock.com

Ar “digitālo dvīņu” palīdzību, piemēram, var redzēt no fiziska objekta problēmas iekšpuses.

Ražošanā mums vairs nav jāredz, piemēram, visa turbīna priekšā, lai atklātu caurumu. Digitālā dvīņu tehnoloģija ļaus jums redzēt problēmu reāllaikā, izmantojot datora vizualizāciju.

Saskaņā ar Siemens programmatūras izstrādes izpildviceprezidenta Zvi Feuera teikto, digitālais dvīnis ir PLM risinājums ceļā uz Industry 4.0.

Kādi “digitālo dvīņu” veidi jau pastāv?

Kā jau teicām iepriekš, rūpniecībā aktīvi tiek izmantoti “digitālie dvīņi”: daļu dvīņi (kas ir būvēti konkrētai ražošanas daļai), produktu dvīņi (kas saistīti ar produkta izlaišanu, to galvenais uzdevums ir samazināt izmaksas apkope), procesa dvīņi (to mērķis var būt, piemēram, palielināt kalpošanas laiku), sistēmas dvīņi (visas sistēmas optimizācija kopumā).

1971yes/bigstock.com

Saskaņā ar augsto tehnoloģiju pētījumu un konsultāciju aģentūras Gartner datiem, simtiem miljonu "digitālo dvīņu" drīzumā aizstās cilvēku darbu. Daži uzņēmumi to jau izmanto. Nav obligāti jābūt personālam, kas diagnosticētu ražošanas problēmas. Reāllaikā ar “digitālo dvīņu” palīdzību var saņemt visus nepieciešamos datus un jau iepriekš būt gatavs remontēt iekārtas.

Kā ir ar paša cilvēka “digitālo dvīni”?

chagpg/bigstock.com

Tiem, kas vēlas sev Terminatora draugu, kurš domā tāpat kā tu, palīdz it visā, ir brālis un draugs, mums ir labas ziņas. Pēc futūrista un tehnologa Džona Smita domām, šāda nākotne jau ir tuvu. Viņš uzskata, ka tuvākajā laikā būs t.s programmatūras aģenti, kurš jau iepriekš prognozēs savas īstās kopijas vēlmes un uzvedību un veiks kādas darbības savam cilvēciskajam dubultniekam.

“Digitālais dvīnis” varēs veikt pirkumus, pieņemt biznesa lēmumus, iesaistīties sabiedriskās aktivitātēs – kopumā varēs darīt visu, kam mums dažkārt nepietiek laika.

Visus rutīnas darbus varēsim nodot arī mūsu dubultniekam. Turklāt, pēc Džona Smita domām, mūsu digitālie kloni zinās mūsu intereses, preferences, politiskos uzskatus un, ja nepieciešams, spēs tos aizstāvēt, jo tiem būs pilnīgāks vēsturiskais konteksts un viņi redzēs mūsdienu pasaules ainu kā veselums. Un pat līdzjūtības sajūta. Piemēram, “digitālais dvīnis” izrādīs mums pieķeršanos, jo varēs uzminēt mūsu emocionālo stāvokli.

Tas viss izklausās pēc utopiska filmas scenārija. Es jūtu, ka kaut kas nav kārtībā. Kādi ir “digitālo dvīņu” trūkumi?

Digitālo dvīņu trūkumi ir acīmredzami. Pirmkārt, rodas jautājums par mūsu drošību. Digitālie kloni izmantos visus iespējamos resursus, lai papildinātu informāciju par mums. Šie ir algoritmi, kas apkopo datus no kontiem sociālajos tīklos, un mūsu personīgā sarakste, kā arī visi dokumenti un faili, kas vienā vai otrā veidā attiecas uz mums. Protams, tas var nebūt satraucošs: kā mēs jau esam noskaidrojuši, “digitālie dvīņi” spēj pastāvīgi atjaunināt un uzlabot. Tāpēc vienam no primārajiem uzdevumiem vajadzētu būt tiesiskā regulējuma izveidei mākslīgā intelekta “pieļaujamības robežu” noteikšanai.

chagpg/bigstock.com

Tomēr nekrītiet panikā par to. Ņemiet par piemēru Džonu Smitu: viņš joprojām ir optimistisks un uzskata, ka "digitālie dvīņi" neaizstās cilvēci. Viņi vienkārši kļūs par dažādām cilvēku versijām, kas var mierīgi sadzīvot ar mums.

Ja atrodat kļūdu, lūdzu, iezīmējiet teksta daļu un noklikšķiniet Ctrl+Enter.