Ορισμός και εφαρμογή του Digital Twin στην παραγωγική βιομηχανία του σήμερα.

Τα τελευταία χρόνια ακούμε ολοένα και περισσότερο τον όρο digital twins. Και ενώ η αναγκαιότητά τέτοιων συστημάτων είναι προφανής και δεν αμφισβητείται, το στοίχημα είναι αν πρόκειται για μελλοντική τάση ή σημερινή πραγματικότητα.

Η μετάφραση του digital twin στην ελληνική γλώσσα ως ψηφιακό δίδυμο, δεν δείχνει να είναι δόκιμη για αυτό θα κρατήσουμε την αγγλική ορολογία. Αν όμως η λέξη δεν είναι δόκιμη στα ελληνικά, στην πράξη η εφαρμογή αυτής της νέας διάστασης είναι ήδη εδώ!

Αλλά ας πάρουμε τα πράγματα από την αρχή. Ο ορισμός, απλός σαφής και κατανοητός. Με τον όρο digital twin αναφερόμαστε στην εικονική αναπαράσταση ενός αντικειμένου ή συστήματος αλλά όχι μόνο. Το σημαντικό εδώ είναι ότι μπορούμε να αναπαραστήσουμε και μια διαδικασία. Ο συνδυασμός λοιπόν της εικονικής αναπαράστασης πολλών αντικειμένων και πολλών διαδικασιών και μάλιστα υψηλής πολυπλοκότητας, μας δίνει την δυνατότητα να παρατηρήσουμε, μετρήσουμε, προβλέψουμε και αξιολογήσουμε ένα τελικό παραγόμενο αποτέλεσμα χωρίς την χρήση κανενός πρωτότυπου, ούτε φυσικών διαδικασιών, μηχανημάτων ή άλλων παγίων.

Φυσικά για την επίτευξη των παραπάνω δεν είναι αρκετή μια μόνο υψηλή τεχνολογία όσο σύγχρονη και να είναι. Απαιτείται χρήση, διακίνηση και αξιολόγηση πολύπλοκων δεδομένων και χρήση τεχνολογιών αιχμής όπως AI (artificial intelligence) IIoT (Industrial Internet of things) και ML (machine learning).

Οι εφαρμογές στην παραγωγική βιομηχανία είναι πολλές και εξαρτώνται από το επίπεδο του πόσο «βαθιά» θέλουμε να αναπτύξουμε το προϊόν (product magnification). Μπορεί για παράδειγμα να θέλουμε την απεικόνιση ενός απλού εξαρτήματος (component twin), ενός συστήματος (system twin) ή ακόμη πολλαπλών συστημάτων καθώς και την απεικόνιση της μεταξύ τους αλληλεπίδρασης, με στόχο την δημιουργία μια ολοκληρωμένης εικονικής μονάδας παραγωγής (process twin).

Τα πλεονεκτήματα του digital twin είναι αμέτρητα αλλά σχετίζονται με τρεις βασικούς πυλώνες:

Βελτιστοποίηση της έρευνας και ανάπτυξης (R&D) στο μέγιστο βαθμό
Αύξηση της παραγωγικής απόδοσης
Διαχείριση του κύκλου ζωής των προϊόντων
Η εφαρμογή των digital twins επεκτείνεται σε κάθε παραγωγική βιομηχανία από την παραγωγή ενέργειας και την κατασκευή κτηρίων, έως τα προϊόντα υγείας και την αυτοκινητοβιομηχανία. Φυσικά αφού σχετίζεται με την απεικόνιση του πλήρους κύκλου ζωής ενός παραγόμενου δεν θα μπορούσε πάρα να έχει τεράστια εφαρμογή στην βιομηχανική παραγωγή, στα εργοστάσια δηλαδή παραγωγής τροφίμων, οικοδομικών υλικών, χημικών, υαλουργίας κ.λπ.

Εκτός από τις μεγάλες πολυεθνικές εταιρίες που οδηγούν τις τεχνολογικές εξελίξεις, σημαντικό φαίνεται να είναι και το ενδιαφέρον των ελληνικών οργανισμών για την νέα αυτή εξέλιξη του digital twin όπου μαζί με το ΙIoT και το addictive manufacturing σηματοδοτούν το μέλλον της ψηφιακής βιομηχανικής παραγωγής.

Ο όμιλος Acmon, πρωτοπόρος σε κάθε νέα τεχνολογία, φέρνει στην ελληνική αγορά από το 1990 κάθε νέα τάση ταυτόχρονα με την εγκαθίδρυση της στο εξωτερικό σε αγορές που παραδοσιακά οδηγούν τις εξελίξεις. Έχοντας πλέον το μεγαλύτερο κομμάτι των δραστηριοτήτων του ομίλου στο εξωτερικό, εξαργυρώνει την εμπειρία των στελεχών του σε κάθε τύπου βιομηχανική παραγωγή και έχοντας σχεδιάσει και υλοποιήσει πάνω από 7000 συστήματα παγκοσμίως προχωράει στην υιοθέτηση όλων των νέων τεχνολογιών.

Μετά την καινοτομία της χρήσης τεχνολογιών Augmented Reality, σε εφαρμογές όπως Factory & Site Acceptance Test, επενδύει σημαντικά στο digital twin καθώς η τάση αυτή σχετίζεται άμεσα με την κυρία δραστηριότητα όλων των εταιριών του ομίλου, δηλαδή την παροχή ολοκληρωμένων λύσεων που οδηγούν το σύγχρονο εργοστάσιο στην επόμενη ημέρα του ψηφιακού μετασχηματισμού!

Χρησιμοποιώντας σύγχρονα εργαλεία και προϊόντα γύρω από το Digital Twin όπως της πρωτοπόρου Siemens, της οποίας η Acmon Systems είναι στρατηγικός συνεργάτης, ξεκινάμε με την αλλαγή της φιλοσοφίας στο σχεδιασμό και το engineering αφού πλέον έχουμε την δυνατότητα να έχουμε μια πραγματική απεικόνιση όλων των παραμέτρων τόσο κατά την διάρκεια του σχεδιασμού όσο και κατά την ολοκλήρωση του πριν οδηγηθεί στην παραγωγή.

Φυσικά πέραν του μηχανολογικού μέρους, αλλάζει και ο αυτοματισμός αφού από την απλή εξομοίωση του σήμερα, περνάμε και εδώ σε πλήρη εικονική αναπαράσταση του. Το τελικό αποτέλεσμα είναι να έχουμε μια λύση στην οποία αναπαρίσταται εικονικά κάθε ανεξάρτητο εξάρτημα μιας μηχανής, κάθε μηχάνημα μέρος της, ο αυτοματισμός, το λογισμικό και τέλος όλο το σύστημα καθώς και η τυχόν αλληλεπίδραση του με εξωτερικά συστήματα.

Προχωρώντας προς την διαδικασία παραγωγής το Digital Twin δεν σταματά, αφού ο συνεχής έλεγχος και απεικόνιση των διαδικασιών σε πραγματικό χρόνο σε συνδυασμό με το ΙΙοΤ μας δίνει την δυνατότητα να προβλέψουμε έγκαιρα τυχόν αστοχίες και να τις διορθώσουμε σε πραγματικό χρόνο.

Αυτό που είναι εξαιρετικά σημαντικό και πρέπει να τονιστεί είναι πως όταν μιλάμε για σύστημα δεν αναφερόμαστε μόνο στα εξαρτήματα ή στα μηχανήματα και στις λειτουργίες που αυτά θα διενεργούν, αλλά και στα ίδια τα υλικά τα οποία θα διαχειρίζονται.

Για παράδειγμα η εικονική αναπαράσταση ενός αναμίκτη το οποίο θα τροφοδοτείτε με μια πλειάδα υλικών θα απεικονίζει εικονικά και τις ιδιότητες που έχουν ή αναπτύσσουν μεταξύ τους τα υλικά αυτά κατά την τροφοδοσία τους, την ανάμιξή τους, την αποθήκευση, και την διακίνηση τους στο επόμενο στάδιο παραγωγής του τελικού προϊόντος.

Και εκεί έρχεται η μεγάλη διαφοροποίηση και πεμπτουσία του digital twin, καθώς εισέρχεται δυναμικά να οργανώσει και να βελτιστοποιήσει διαδικασίες διασφαλίζοντας το τελικό προϊόν, αλλά και το σύνολο ενός έργου ψηφιακά χωρίς την παραμικρή επένδυση σε εφαρμογές πιλότο.

Ο όμιλος Acmon πρωτοπορεί για ακόμη μια φορά τεχνολογικά και δίνει λύσεις digital twin σε έργα μεγάλης συνθετότητας, όπου απαιτείται υψηλό customization και σε πιλοτικά έργα όπου δεν υπάρχει πρότερο reference.

Είναι ξεκάθαρο ότι το digital twin είναι από τους πιο σημαντικούς πυλώνες της ψηφιοποίησης της βιομηχανίας και καθώς ο ψηφιακός μετασχηματισμός των εργοστασίων αποτελεί την βασική στρατηγική του ομίλου Acmon, θα αποτελέσει και την κύρια επένδυση για τα επόμενα χρόνια.

 

Απόστολος Πάρσαλης

Acmon Group

Business Development Director