Kun digitaalinen kaksonen ja digitaalinen säie otetaan käyttöön tarpeeksi varhain koneen tai laitteen suunnittelussa, virheet on mahdollista löytää jo ennen ensimmäistä fyysistä prototyyppiä. Tekoäly tehostaa suunnittelua entisestään, kun tuotekehitys noudattaa digitaalisen elinkaariajattelun periaatteita. Silloin dataa kertyy hyötykäyttöön koneen tai laitteen koko elinkaaren ajan. Uusi White Paper avaa, miten nämä teknologiat tuovat aitoa liiketoiminta-arvoa.
Kone- ja laitevalmistajan arki on muuttunut. Koneet muuttuvat yhä monimutkaisemmiksi ja kehitysvauhti kiihtyy. Eurooppalaiset valmistajat kilpailevat nyt myös Aasiasta nousevien toimijoiden kanssa.
“Nousevat aasialaiset konevalmistajat rakentavat koko tuotekehityksensä suoraan virtuaalisuuden, simuloinnin ja nopeiden validointikierrosten varaan. Perinteisellä tekemisellä ei siinä vauhdissa pysy kelkassa. Digitaaliset kaksoset ovat se reitti, jolla kilpailukyky säilytetään”, Goforen Digital Product Lifecycle Program Lead Atte Aunola sanoo.
Gofore on tiivistänyt näkemyksensä digitaalisten kaksosten roolista digitaalisessa elinkaaressa White Paper -selvitykseksi, jonka tuotannossa Aunola on ollut mukana.
Digitaalinen kaksonen syntyy jo suunnittelupöydällä
Digitaalinen kaksonen on koneen, laitteen tai sen osan virtuaalinen vastine, jolla testataan ja todennetaan, että laite toimii kuten sen pitää. Yleinen väärinkäsitys on, että digitaalinen kaksonen rakennetaan vasta, kun laite on olemassa käyttövalmis.
Kaksosen rinnalla puhutaan usein digitaalisesta säikeestä, vaikka kyseessä on kaksi eri asiaa. Säie kokoaa tuotteen elinkaaren datan eri järjestelmistä ja saattaa sen hyötykäyttöön. Se palvelee kaksosia, mutta toimii myös pohjana uusille digipalveluille ja tulonlähteille.
”Kaksonen alkaa muotoutua jo suunnittelupöydällä, samaan aikaan kuin itse konekin. Hyötyjä ei siis tarvitse odottaa fyysiseen laitteeseen asti”, Aunola painottaa.
Kaksonen ei myöskään välttämättä ole laitteen täydellinen kopio, vaan siihen mallinnetaan vain ne osat, joilla on käyttötarkoituksen kannalta merkitystä. Kun ongelmat havaitaan virtuaalisesti, fyysisiä prototyyppejä tarvitaan huomattavasti vähemmän. Suunnittelijat ja kehittäjät voivat korjata virheet yhdessä ilman viivyttelyä.
Perinteinen testaus ei enää riitä: todelliset viat paljastuvat vasta virtuaalisimulaatiossa
Monet nykyisen älykkään teollisuuden koneet ovat käytössä ympäri maailmaa ja usein kaukana koneen kontrolloiduista valmistusoloista. Ilman riittävää testausta, käytön simulointia ja virheiden etsintää ongelmat nousevat pintaan juuri kriittisillä hetkillä. Nykyaikaisissa koneissa variantteja on lisäksi niin paljon, ettei kaikkia ole edes mahdollista testata fyysisesti.
”Kun varianttitestaus tehdään kattavasti simuloimalla, et päädy korjaamaan huomaamatta jääneitä ongelmia koneessa USB-tikku kädessä jossain Etelä-Amerikan viidakossa”, Aunola havainnollistaa. ”Oikein tehtynä kehitysaikaa voi säästää parhaimmillaan 90 prosenttia perinteiseen toimintatapaan verrattuna.”
Hyötyjä ei kuitenkaan saada automaattisesti. Moni digitaalisiin kaksosiin liittyvä hanke alkaa yhden tiimin pilottina, jää pyörimään omaan nurkkaansa eivätkä sen mahdolliset hyödyt ja opit koskaan leviä koko organisaatioon.
Goforen White Paper pureutuu siihen, miten tästä päästään eteenpäin. Aunola tiivistää opit viiteen keskeiseen löydökseen.
Viisi keskeistä löydöstä
1. Digitaalisten kaksosten hyödyntäminen on enemmän johtamis- kuin teknologiakysymys. Päätä ensin, mihin tarpeeseen digitaalisia kaksosia käytetään, ja valitse teknologia vasta sen jälkeen. Kun kaksonen palvelee liiketoiminnan tavoitteita, se luo aitoa arvoa eikä jää irralliseksi kokeiluksi.
2. Yrityksen kannattaa valita kehitykselleen yksi hallitseva selkäranka. Se voi olla esimerkiksi simulaatiokeskeinen kehitys, johon vaatimustenhallinta, data-analytiikka ja tekoäly ankkuroidaan. Resurssit pysyvät kasassa, kun kaikkea ei yritetä rakentaa kerralla.
3. Valittu selkäranka ei ole lopullinen eikä ainoa. Kun organisaatio kypsyy, selkärankaa täydennetään muilla lähestymistavoilla.
4. Organisaatioon tarvitaan validoinnin kulttuuri, jossa tulokset todennetaan mitattavasti skenaarioiden avulla ennen kalliita ja peruuttamattomia päätöksiä. Tämä pienentää riskejä ja tuo päätöksentekoon vahvaa näyttöä.
5. Tekoäly vahvistaa muita kyvykkyyksiä, mutta suuntaa se ei näytä. Kun tuotteen digitaalinen elinkaari on kunnossa, tekoäly tehostaa muita kyvykkyyksiä entisestään.
Pilotit pois nurkkapöydästä
Jos lukija painaa White Paperista mieleensä vain yhden asian, sen pitäisi Aunolan mukaan olla tavoitteellisuus.
”Pilotit eivät saa jäädä nurkkapöytään pyörimään. Kun digitaalinen kaksonen palvelee laajempaa kokonaisuutta, hyödyt näkyvät ja käyttöä kannattaa laajentaa.”
Liikkeelle voi lähteä pienestä, vaikkapa hydrauliikan kehitysketjusta vaatimuksista testaukseen. Kun se toimii, mallia laajennetaan tiimi kerrallaan.
Viivyttely käy kalliiksi, sillä laiva kääntyy organisaatioissa hitaasti. Toimitusjohtajalle Aunolalla onkin yksi kysymys, jota johtoryhmän kannattaa käsitellä: “Haluammeko säilyttää kilpailukykymme?” Jos vastaus on kyllä, on tehtävä rohkeita ratkaisuja.
Aunolan mukaan Goforen tuottama White Paper on kirjoitettu pitkän kokemuksen pohjalta helpottamaan päätöksentekoa. Siitä löytyy esimerkiksi kriteeristö, jolla eri lähestymistapoja voi verrata sekä tiekartta, joka näyttää, miten pilotista edetään koko organisaation käyttöön.
Lataa Goforen englanninkielinen White Paper Creating value with digital twins
