Jak digitální dvojčata uspoří při vývoji výrobku

Využít provozní data v reálném čase pro simulaci u virtuálních modelů je ten nejsnazší způsob jak předejít problémům.

Nikdo si již neumí představit, jak náročné je modelovat nové výrobky bez pokročilých programů, které šetří čas, zdroje i náklady. Když před pár lety přišly týmy Formule 1 s pokročilými simulacemi v reálném čase, zdálo se to trochu jako výstřelek. Teď je naprosto běžné, že výrobci ze všech možných oborů zabudovávají do svých zařízení senzory, které online odesílají data v reálném čase, aby je počítače ihned vkládaly do takzvaných digitálních dvojčat, kde okamžitě a automaticky zkoumají, jestli vše funguje tak, jak má, případně předchází řešení problémů dřív, než nastanou.

Posledních pět let se digitální dvojčata používají napříč všemi odvětvími, nejen v automobilovém a leteckém průmyslu, odkud původně pochází. „Ve strojírenství se využívají senzory vibrací a teploty k předpovídání poruch (systém prediktivní údržby), charakteristické změny hodnot v čase dokážou upozornit servisního technika dříve, než k poruše dojde, a vyhodnotit, jaký díl je potřeba vyměnit. Servisní odstávku stroje je tak možné lépe plánovat bez přerušení výroby,“ vysvětluje výhody digitálních dvojčat Radim Ptáček (Technodat, CAE-systémy s.r.o.).

Digitální dvojčata jsou zkrátka jedinečný způsob jak posunout 3D simulace na úplně jinou úroveň. Zlepšují procesy návrhu i konstrukce, řeší problémy dopředu. „Skutečný výrobek pracuje na sto procent, jeho digitální dvojče ale může díky posbíraným informacím a digitální technice klidně simulovat jeho stárnutí, přetížení nebo se musí vypořádat s nežádoucími vlivy z vnějšku,“ vypočítává Jiří Těhník ze společnosti Technodat. „Řešení problémů, plánování oprav nebo modernizace tak probíhá vlastně za pochodu a zásadním způsobem se předchází bolestným časovými a finančním ztrátám.“

Řešení CATIA 3DEXPERIENCE od francouzského Conception Assistée Tridimensionnelle Interactive Appliquée, který společnost Technodat školí a postup implementuje, vzniklo již v roce 1977 v letecké firmě Avions Marcel Dassault. O sedm let později ho začala používat firma Boeing, aktuálně s ním pracuje i Airbus či Bombardier a samozřejmě i většina předních automobilek, výrobci pneumatik, bojové techniky, ale i lodí. 

CATIA 3DEXPERIENCE dnes pracuje s více než padesáti různými postupy a rolemi, dávno se jedná o víc než jen tradiční 3D CAD software. Řešení podporuje uživatelské zkušenosti v oblasti designu, stylingu, strojírenství, elektrotechniky a systémového inženýrství, ovládání je přitom naprosto intuitivní, umožňuje sdílení 3D dat a spolupráci mezi více disciplínami v jednom okamžiku.

Když se vrátíme do světa závodních aut, tak tady se pomocí digitálních dvojčat simuluje závod dopředu, plánují se strategie, zastávky v boxech, řeší se, jaké pneumatiky zvolit v závislosti na aktuálních i budoucích podmínkách. V leteckém průmyslu pak digitální dvojčata mohou ve vzduchu strávit násobky leteckých hodin nebo se vypořádat s problémy, které ještě nikdy nenastaly. Ale dávno už to není jen o autech a letadlech… „Přední výrobci jízdních kol dokážou podle simulací a senzorických dat nejen správně nastavit tlumiče, ale i stanovit a dimenzovat materiál v kritických místech, např. ve svárech či spojích. Výsledkem je lehká a současně dostatečně pevná konstrukce jízdního kola. V tomto vysoce konkurenčním prostředí, a to především v závodním segmentu, je důležitá úspora každého gramu,“ říká Jiří Těhník (Technodat,CAE-systémy s.r.o.).

Další zajímavou aplikací nad digitálním dvojčetem je tzv. virtuální uvedení do provozu. Reálnou řídící jednotku, jakou je např. PLC, připojíme přes interface do počítače k funkčnímu 3D modelu zařízení. Virtuální zařízení pak ovládá reálná řídící jednotka, která také dostává od virtuálního zařízení zpětnou vazbu. Je možné simulovat celou řadu funkčních stavů zařízení bez rizika poškození stroje či zranění obsluhy. Podobný postup lze dobře využít jak při předávce stroje u zákazníka, tak pro školení personálu a údržby.

Digitální dvojčata zkrátka změnila vývoj a cesty k realizaci. Přináší obrovské výhody nad méně vizionářskými konkurenty a stávají se nedílnou součástí našeho skutečného světa. 

Vyzkoušejte přínosy digitálního dvojčete i ve vaší společnosti. 

Originální článek si stáhněte zde>>>