Miltä mahtaisi tuntua maanviljelijästä, jonka ei tarvitsisi lähteä aamulla pellolle, vaan hän voisi vain seurata kahvikupin äärellä, kuinka koneet kiiruhtavat töihin itsenäisesti? Tulevaisuudessa tämä voi olla mahdollista, sillä yhä useammat konevalmistajat näkevät autonomiset laitteet tulevaisuuden tavoitteenaan.
Kaikki koneet tuskin muuttuvat täysin autonomisiksi ainakaan vielä lähitulevaisuudessa, mutta lähes kaikkien koneiden ja laitteiden älykkäät avustustoiminnot helpottavat jo nyt käyttäjien arkea. Hyvä esimerkki avustavista järjestelmistä on metsäkoneen puomin ohjaus, joka on aiemmin vaatinut kuljettajalta monen yhtäaikaisen liikkeen ohjaamista. Nykyään tätä hoidetaan keskittymällä pelkästään puomin kärjen ohjaamiseen.
Koneiden kasvava älykkyys tarkoittaa käytännössä ohjausjärjestelmien monimutkaistumista. Ohjelmiston määrä koneissa kasvaakin parhaillaan eksponentiaalisesti uusien mallien tullessa markkinoille. Tämä puolestaan aiheuttaa harmaita hiuksia laitevalmistajille, sillä monimutkaisuus pitkittää tuotekehityksen läpimenoaikaa ja lisää asiakkailla olevissa koneissa havaittujen toimintavirheiden määrää.
Yksi laadun kannalta haastavimmista asioista on laitteeseen valittavien ominaisuuksien määrän kasvu. Tämä johtuu esimerkiksi siitä, että auton ostaja voi valita tuotteeseen tietyn tyyppisen moottorin, älykkäät peilit, adaptiivisen vakionopeudensäätimen, parkkitutkan, ja niin edelleen. Jokainen valinta vaikuttaa lopulliseen tuotteen rakenteeseen ja ohjelmistoon ja lopulta, varsinkin monimutkaisissa työkoneissa, tuoteyhdistelmiä saattaa olla useita miljoonia. Näitä kaikkia ei ole mahdollista testata fyysisen prototyypin avulla, koska kulut kasvaisivat todella suuriksi.
Entä jos laitevalmistaja pystyisikin puolittamaan tuotekehityksen läpimenoajan? Miltä kuulostaa, jos tämän pystyisi tekemään vähentämällä oleellisesti fyysisten prototyyppien määrää ja säästämään näin myös kustannuksissa 30–50 prosenttia? Tämä on mahdollista tehdä ottamalla täysi potentiaali irti paitsi laitteen, myös sen suunnittelun ja koko elinkaaren aikaisesta digitalisoinnista.
Miten yrityksesi voi hyötyä tuotteen digitalisoidusta elinkaaresta? Tutustu palveluumme tarkemmin!
Mikä ihmeen DPL?
Tuotteen digitalisoitu elinkaari (Digitalised Product Lifecycle) tarkoittaa käytännössä matkaa tuoteideasta aina tuotteen alasajoon saakka. DPL:n keskiössä on tuotteen digitaalinen kaksonen, joka näyttää oikealta koneelta 3D-visualisoituna, mutta myös toimii kuten oikea laite. Se sisältää laitteen fyysiikkamallit, kuten kappaleiden massat, lujuudet sekä joustot, ja näiden lisäksi laitteen toimintaan tarvittavan ohjelmiston ja datan.
Konseptointivaihe:
Digitaalisen kaksosen suunnittelu alkaa virtuaalisesta konseptista, jonka avulla voidaan simulointityökaluja hyödyntäen testata, vastaako tuotteen suorituskyky, ympäristökuormitus tai liiketoimintamalli sille asetettuja vaatimuksia. Mallinnus tehdään rakentamalla konsepti nykytuotteiden komponenteista ja lisäämällä/mallintamalla simulointimalliin uudet komponentit riittävällä tasolla. Tällaisen kevyen konseptin avulla voidaan varmistaa, että tuotekehitys on järkevää aloittaa.
T&K:
Tuotekehitysvaiheessa rakennetaan prototyyppi digitaalisesta kaksosesta. Siksi onkin järkevää käyttää mallista tässä vaiheessa termiä ”digitaalinen prototyyppi” tai ”virtuaalinen prototyyppi”. Tuotekehitysvaiheen digitalisaatio tarjoaa massiiviset hyödyt, mikäli suunnitteluperiaatteiden muutokset onnistutaan viemään käytäntöön laajassa mittakaavassa. Merkittävimmät hyödyt ovat tuotekehitysajan lyhentyminen (time to market), fyysisten prototyyppien määrän vähentyminen (kulujen pienentyminen) ja tuotteen laadun parantuminen.
Mutta mitä muutoksia perinteiseen malliin oikeastaan tehdään? Virtuaaliseen prototyyppiin perustuva tuotekehitys pohjautuu mallipohjaiseen suunnitteluun. Tämä tarkoittaa, että tuotteen muotoilu, kuten myös mekaniikka-, hydrauliikka-, elektroniikka- ja ohjelmistosuunnittelu, tehdään kaikki saman virtuaalisen prototyypin avulla. Tätä prototyyppiä hyödynnetään myös toiminnallisuuden testaamiseen.
Tuotanto:
Digitaalinen kaksonen syntyy, kun tuotantolaitoksessa valmistetusta oikeasta tuotteesta luodaan digitaalinen ”kopio”. Digitaalisen kaksosen luominen vaatii, että laitevalmistajan tietojärjestelmät kykenevät luomaan tuotteesta 3D-mallin, fysikaalisen mallin sekä ohjausjärjestelmän ohjelmisto- ja konfiguraatiodatan.
Myös tuotannossa digitaalinen kaksonen voidaan luoda jo ennen fyysisen laitteen valmistusta ja saada hyötyjä liiketoimintaan. Tällä tavalla on mahdollista simuloida digitaalisesti tuotantoa etukäteen. Hyötynä menetelmästä on esimerkiksi tuotannon läpimenon laadun varmistaminen, kun laitteiden kokoonpanon toimivuus voidaan todentaa simuloimalla.
Digitaalisen kaksosen hyödyt kentällä
Digitaalinen kaksonen tarjoaa paljon uusia liiketoimintamahdollisuuksia tuotteen käytön aikana. Kun tuotteesta on olemassa digitaalinen kopio taustajärjestelmässä, on se samalla myös saumaton IoT-järjestelmä, jota voidaan hyödyntää esimerkiksi data-analytiikassa.
Yksi sovelluskohde digitaaliselle kaksoselle on perinteisen tuoteliiketoiminnan muuntaminen palvelupohjaiseksi laadukkaamman huoltotoiminnan tai pay-per-use-palvelun muodossa. Mikäli laitteen tai laitteiston rahalliset hyödyt sen ostajalle riippuvat laitteen käyttämisen tehokkuudesta, kuten esimerkiksi metsäkoneissa, saadaan simulaattoripohjaisesta koulutuksesta myös merkittävät hyödyt.
Muutoksen johtaminen keskiössä
Kaikki tarvittava teknologia ja osaaminen digitalisoidun tuotteen elinkaaren käyttämiseen on olemassa, mutta muutoksen vieminen perinteisiin teollisuusorganisaatioihin on haastavaa. Muutos ei ole pelkästään teknologista, vaan asiaan liittyvät myös organisaatiomalli, ihmisten työnkuvien muuttuminen sekä erilaisten kehitys- ja valmistusprosessien muutokset tai yhdistäminen. Kaiken edellä mainitun menestyksekäs läpivienti vaatii selvän tahtotilan ja suunnitelman, joihin organisaation tulee sitoutua ylintä johtoa myöten. Itse muutos voidaan viedä hallitusti läpi, aloittamalla valitusta elinkaaren vaiheesta ja etenemällä pala kerrallaan kohti uuden liiketoiminnan mahdollistavaa lopputulosta.
