Technologia cyfrowych bliźniaków tworzy automatykę przyszłości

Źródło: Pixabay

Gwałtowny wzrost liczby przetwarzanych i gromadzonych danych we współczesnych aplikacjach przemysłowych sprawia, że technologia cyfrowych bliźniaków najprawdopodobniej zagości na dobre w przemyśle, przyczyniając się do lepszej optymalizacji i zwiększenia efektywności łańcucha dostaw oraz realizacji funkcji automatyki.

Dziś w wielu przedsiębiorstwach mówi się o koncepcji ?cyfrowych bliźniaków? (digital twins) i konieczności jej wdrożenia w ich codziennej działalności. Wśród nich są przedsiębiorstwa wykorzystujące rozwiązania cyfrowe, takie jak zarządzanie cyklem życia produktu (product lifecycle management ? PLM). Firmy takie stają się liderami na rynku i rozszerzają wspomniane rozwiązania cyfrowe na automatykę przemysłową. Niektórzy twierdzą nawet, że cyfrowe bliźniaki są niezbędną formą organizacji dla technologii i aplikacji Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT).

Wartość dodana technologii cyfrowych bliźniaków

Technologia cyfrowych bliźniaków może sprawić, że przepływ olbrzymiej ilości danych w Przemysłowym Internecie Rzeczy w przyszłości pozostanie efektywny, zorganizowany i bezpieczny w procesie integracji, wymiany i przesyłania danych. Niewątpliwie w erze IIoT, wraz z dalszą popularyzacją mikroczujników o niskim zużyciu energii, technologii sieci 5G oraz innych aplikacji, systemy i obsługujący je ludzie będą w stanie zbierać wiele rodzajów danych fizycznych w czasie rzeczywistym. Efektywność ekonomiczna oraz symulacja budowania świata cyfrowego także zostaną ulepszone. Ale taki postęp nie oznacza, że nie ma potrzeby analizowania kosztów, analizowania przepustowości sieci oraz porządkowania transmisji wielkiej ilości różnorodnych i zmiennych w czasie danych (Big Data) w erze IIoT. Przedtem, w wielu wyobrażeniach przyszłości IIoT, ludzie mieli skłonność do zakładania, że dane będą wymieniane swobodnie i bezpośrednio pomiędzy dwoma lub większą liczbą obiektów. Jednak w realnym świecie i specyficznych aplikacjach bardziej prawdopodobne jest, że ta wymiana danych będzie miała miejsce pomiędzy ?bliźniakami? tych obiektów w świecie cyfrowym lub pomiędzy różnymi platformami informatycznymi, bez potrzeby ?bezpośredniego dialogu?.

Przykłady zastosowań

Rozważmy dla przykładu przedsiębiorstwo transportu drogowego. Jego działy serwisowe, a nawet zarządzania ruchem, muszą zdobywać odpowiednie dane z każdego pojazdu, dla realizacji sprawnego zarządzania flotą, kontroli samych pojazdów itp. Nietrudno wyobrazić sobie, że w przyszłości działy te nie będą musiały wydobywać potrzebnych danych z każdego czujnika pojazdu za każdym razem, tylko odczytają potrzebne dane z cyfrowego bliźniaka, reprezentującego dokładny stan rzeczywistego pojazdu. To w bardzo dużym stopniu redukuje konieczność prowadzenia powtarzających się operacji zbierania i przesyłu danych zdalnie przez sieć. W ten sposób zmniejsza się zarówno obciążenie systemu i kanałów komunikacji, jak i koszty ponoszone przez firmę.

Zasadnicza transformacja

Rozszerzając opisany wyżej scenariusz na sytuacje spotykane w przemyśle, gdzie ma miejsce gromadzenie i przepływ znacznie większych ilości danych, dochodzimy do wniosku, że ulepszenia będą miały charakter zasadniczy. Sytuacja, w której cyfrowe bliźniaki są jedynym interfejsem wymiany danych pomiędzy rzeczywistym łańcuchem dostaw surowców, sprzętem fabrycznym i liniami produkcyjnymi a światem zewnętrznym, także sprzyja efektywnej konfiguracji oraz zarządzaniu dostępem do odczytu danych i ich wykorzystaniem. Nawet dzisiaj cyfrowe bliźniaki są koncepcją ograniczoną głównie do wyspecjalizowanych obszarów. W erze IIoT, gdy ilość danych Big Data dosłownie eksploduje, wykorzystanie technologii cyfrowych bliźniaków rozszerza się poza personel kierowniczy i ekspertów technicznych. Technologia ta, po uzyskaniu bardziej przyjaznego dla użytkownika i bardziej dostosowanego do jego potrzeb interfejsu, dokona transformacji sposobu, w jaki towary, sprzęt oraz projekty są dostarczane i obsługiwane.

Podwójna dostawa: fizyczna i cyfrowa

W przyszłości zarówno dla zwykłych konsumentów, jak i pracowników przemysłu, dodatkowa wartość ze zbierania i analizy danych będzie ważniejsza, niż klasyczne skupienie się na rzeczywistych sygnałach aplikacji fizycznej. Podwójna dostawa w świecie fizycznym i cyfrowym stanie się czymś normalnym, pozwalając użytkownikom rozwijać nieograniczony potencjał łatwych w obsłudze i rozbudowie cyfrowych bliźniaków. W połączeniu z rozwojem asystujących technologii, takich jak rozszerzona rzeczywistość (augmented reality ? AR), taki potencjał będzie podwojony, a następnie jeszcze raz podwojony. Dla użytkowników zawodowych oznacza to, że będą mogli szybciej organizować synergię w aplikacjach produkcji przemysłowej i optymalizować procesy biznesowe oraz produkcyjne. Dla zwykłych użytkowników ? że będą mogli uzyskać od cyfrowych bliźniaków zróżnicowane funkcje testowe, symulacyjne oraz doświadczenie. Nawet jeśli konsumenci nie będą musieli bezpośrednio obsługiwać cyfrowych bliźniaków, to oczekuje się też, że ta zmiana poprawi obsługę posprzedażową oraz inne aspekty. Oczekujmy więc, że te scenariusze staną się rzeczywistością jak najszybciej.


Stone Shi jest redaktorem naczelnym Control Engineering China.