Cyfrowe bliźniaki odgrywają kluczową rolę w cyklu życia produktu, niezależnie od tego, czy dotyczy to komponentów, maszyn, czy całych procesów produkcyjnych. Jako wirtualne kopie rzeczywistych produktów lub procesów, odzwierciedlają one ich cechy, stan i zachowanie, tworząc połączenie między światem rzeczywistym a wirtualnym. Te technologie zapewniają niezawodność procesów na każdym etapie – od projektowania, przez uruchomienie, aż po eksploatację. Są również wykorzystywane do optymalizacji, poprawy jakości i zwiększania wydajności. Dodatkowo, potencjał bliźniaków cyfrowych może być wykorzystany w automatyzacji CtrlX.
Cyfrowe bliźniaki reprezentują różnorodne aspekty, często łącząc modele symulacyjne z rzeczywistymi danymi. Po pierwsze, umożliwiają tworzenie wirtualnych prototypów produktów, maszyn lub urządzeń do celów symulacyjnych. Po drugie, służą do precyzyjnej wizualizacji rzeczywistych procedur i procesów, co przyczynia się do lepszego ich zrozumienia. Umożliwiają również testowanie i optymalizację tych procesów w środowisku wirtualnym, co minimalizuje potrzebę interwencji w rzeczywistości.
Cyfrowe bliźniaki nie tylko ulepszają procesy rozwojowe i produkcyjne poprzez prognozowanie, ale także przyczyniają się do lepszego zrozumienia, przejrzystości i zwiększenia wydajności rzeczywistych operacji systemów lub instalacji. Uproszczają rozwój produktu, czyniąc go bardziej niezawodnym i efektywnym. Oprócz optymalizacji funkcji produktu poprzez symulacje, ważne jest również wczesne testowanie interakcji między sprzętem a oprogramowaniem, co pozwala na identyfikację i naprawę błędów przed uruchomieniem, minimalizując ryzyko. Procesy inżynieryjne i produkcyjne stają się dzięki temu bardziej efektywne, przynosząc korzyści zarówno producentom komponentów i maszyn, jak i użytkownikom końcowym.
Tzw. powłoka zarządzania aktywami (AAS) staje się standardem w implementacji cyfrowych bliźniaków w systemach Przemysłu 4.0, znormalizowanym w IEC63278. W tym kontekście każdy komponent I4.0 jest reprezentowany przez AAS, który tworzy warstwę informacyjną dla składnika aktywów lub ich hierarchii. Opisuje on wszystkie zawarte podmodele, takie jak dane czujnika czy tryb pozycjonowania, oraz dostępne funkcje. W produkcji AAS wykorzystywane są do zapewnienia interoperacyjności i bezpieczeństwa IT w systemach produkcyjnych i informatycznych, wykorzystując zestaw znormalizowanych interfejsów, takich jak OPC UA, TSN, DetNet, REST, JSON, XML itp. Bosch Rexroth dostosowuje się do tego branżowego standardu implementacji cyfrowych bliźniaków, kontynuując realizację swojej strategii otwartości.
Cyfrowe bliźniaki w systemie CtrlX AUTOMATION
Cyfrowe bliźniaki w systemie CtrlX AUTOMATION oferują użytkownikom różnorodne możliwości, w tym tworzenie i testowanie wirtualnych replik produktów automatyki Bosch Rexroth. Użytkownicy mogą korzystać z aplikacji partnerskich ze świata CtrlX, które są dostosowane do różnych zastosowań cyfrowych bliźniaków.
Za pomocą oprogramowania i zestawu narzędzi technicznych CtrlX WORKS, użytkownicy mogą tworzyć jedno lub więcej wirtualnych elementów sterujących na komputerze, które są obsługiwane przez interfejs internetowy. CtrlX COREvirtual to wirtualna wersja rzeczywistej jednostki sterującej, działająca na tym samym oprogramowaniu. Ta wirtualna replika umożliwia przeprowadzanie testów i uruchamianie systemów bez potrzeby fizycznego sprzętu sterującego, zachowując pełną funkcjonalność. Na przykład, model symulacyjny może być używany do testowania programów PLC i algorytmów ruchu, a także do sprawdzania komunikacji między kontrolerem a poziomem wejść/wyjść systemu.
Cyfrowe bliźniaki mogą być również stosowane do wirtualnego uruchamiania, parametryzacji i optymalizacji produktów z zakresu napędów i silników Bosch Rexroth, w tym w kontekście systemów mechatronicznych lub kompletnych maszyn. Dotyczy to także CtrlX DRIVE, najbardziej kompaktowego systemu napędowego na rynku. Modele dysków są dostępne dla użytkowników w różnych scenariuszach aplikacyjnych i mogą być wykorzystywane z różnymi systemami symulacyjnymi dostępnymi na rynku, takimi jak MATLAB/Simulink, systemy oparte na Modelica i ISG Virtuos.
Skalowalne rozwiązania symulacyjne Bosch Rexroth
Skalowalne rozwiązania symulacyjne Bosch Rexroth dostosowują się do różnorodnych potrzeb użytkowników, umożliwiając symulacje obejmujące urządzenia peryferyjne, kinematykę, dynamikę i fizykę w różnych konfiguracjach. Te rozwiązania oferują szeroki zakres zastosowań, od symulacji kinematycznych z trójwymiarowymi geometriami po integrację z zaawansowanymi systemami symulacyjnymi.
Cyfrowe bliźniaki w systemie CtrlX AUTOMATION to coś więcej niż tylko wizualne odwzorowania rzeczywistości; są one cyfrowymi cieniami produktów, towarzysząc im od etapu rozwoju aż po operacje i serwisowanie. Na przykład w inżynierii mechanicznej i zakładowej, cyfrowe bliźniaki są idealne do monitorowania w czasie rzeczywistym i przeprowadzania konserwacji predykcyjnej maszyn i urządzeń. Informacje cyfrowe mogą być koordynowane bezproblemowo i w czasie rzeczywistym.
Otwartość i możliwość rozbudowy systemu CtrlX AUTOMATION otwierają wiele dodatkowych możliwości. Na przykład, funkcje Internetu Rzeczy mogą być włączone do zbierania danych, co umożliwia tworzenie cyfrowych bliźniaków całych procesów produkcyjnych. Użytkownicy mogą korzystać z aplikacji IoT od Bosch Rexroth lub partnerów ze świata CtrlX, a nawet tworzyć własne aplikacje przy użyciu zestawu narzędzi do tworzenia oprogramowania (SDK).
Dzięki tym możliwościom, klienci Bosch Rexroth mają do dyspozycji liczne opcje do łatwej optymalizacji procesów, poprawy jakości ich produktów i zapewnienia bezpieczeństwa poprzez przejrzystość – od fazy rozwoju aż po bieżące operacje. Możliwości aplikacji są praktycznie nieograniczone, co otwiera szerokie spektrum możliwości dla użytkowników.
