Digitaalista kaksosta voidaan hyödyntää digitaalisen tuotteen elinkaarenhallinnassa monin eri tavoin. Se tarjoaa tietoa fyysisen laitteen toiminnasta ja sen avulla voidaan testata uusia ominaisuuksia ennen niiden päivittämistä fyysiseen laitteeseen. Tämä mahdollistaa tuotteen tehokkaamman hallinnan eri vaiheissa; suunnittelussa, tuotannossa, kentällä, ylläpidossa ja kierrätyksessä.
Digitaalinen kaksonen eri elinkaaren vaiheissa
Suunnittelu ja tuotekehitys:
- Digitaalinen kaksonen mahdollistaa tuotteen virtuaalisen prototyypin luomisen ennen fyysisen prototyypin valmistamista, mikä säästää aikaa ja kustannuksia.
- Virtuaalisen prototyypin ja simuloinnin avulla voidaan testata eri tuotevariantteja, mitoittaa komponentteja, optimoida suorituskykyä, iteroida suunnitelmia ja ajaa laajoja testiajoja, mikä parantaa lopputuotteen laatua, vähentää päästöjä ja optimoi kustannuksia.
- Mekaniikan, elektroniikan, sähkökomponenttien, hydrauliikan ja ohjelmistojen samanaikanen mallintaminen ja simulointi helpottaa monimutkaisten tuotteiden suunnittelua.
- Simulointien avulla voidaan kehittää ja testata virtuaalista tuotetta tilanteissa ja ympäristöissä, joissa fyysisen tuotteen testaaminen on hankalaa, kallista tai vaarallista. Esimerkiksi autonomisen ajamisen algoritmien kehittäminen tai vaihtelevien sääolosuhteiden vaikutuksen testaaminen.
Valmistusprosessi:
- Digitaalinen kaksonen voi simuloida tuotantoprosessia ja tunnistaa mahdolliset pullonkaulat, virheet ja optimointimahdollisuudet.
- Digitaalista kaksosta voidaan käyttää koulutusvälineenä uusille työntekijöille, jotta he oppivat tuotantoprosessin ennen siirtymistä varsinaiseen tuotantoon.
Koulutus, diagnostiikka, ylläpito ja huolto:
- Tuotteen tilaa ja suorituskykyä voidaan seurata reaaliajassa, mahdollistaen ennakoivan huollon ja vianmäärityksen, mikä auttaa minimoinaan seisokkeja, pidentämään tuotteen käyttöikää ja optimoimaan toimintoja.
- Digitaalista kaksosen avulla voidaan havaita ja diagnosoida ongelmia tai virhetilanteita fyysisessä tuotteessa tai toimintaympäristössä.
- Uudet ohjelmisto- ja tuotepäivitykset voidaan testata digitaalisen kaksosen avulla ennen fyysisen tuotteen päivitystä.
- Henkilöstöä ja asiakkaita voidaan kouluttaa turvallisesti digitaalisen kaksosen avulla.
Kierrätys ja hävittäminen:
- Tuotteen elinkaaren loppuvaiheissa digitaalista kaksosta voidaan käyttää ohjaamaan kierrätysprosessia ja optimoimaan materiaalien uudelleenkäyttöä.
Asiakastuki ja palvelut:
- Digitaalista kaksosta voidaan hyödyntää vianmäärityksessä sekä ratkaisemaan asiakasongelmia etänä ja tarjoamaan tukea.
- Digitaalisen kaksosen avulla voidaan suunnittella ja testata tuotteen päivityksiä ja laajennuksia asiakkaiden tarpeiden mukaan.
Toimintaympäristö:
- Fyysisten laitteiden toimintaympäristöä voidaan myös digitalisoida kuvaamalla anturiyhdistelmillä (lidar, radar, kamera, gps) ja yhdistämällä saatuun malliin tiedot esimerkiksi avointen lähdekoodien tietokannoista, rakennusten tietomalleista ja antureilla kerätyistä ympäristötiedoista.
- Ympäristötiedot voidaan yhdistää simulointityökaluihin, joiden avulla voidaan luoda virtuaaliset toimintaympäristöt ja generoida erilaisia skenaarioita mm. autonomiaan liittyvien toimintojen kehittämistä varten.
Dokumentointi ja historiatiedot:
- Digitaalisen tuotteen elinkaaren aikana voidaan muodostaa digitaalinen säie, joka sisältää kaiken tuotteeseen liittyvän tiedon. Ajantasaiset tiedot ovat helposti saatavilla tuotteen elinkaaresta, esimerkiksi suunnitteludokumentaatio, valmistus- ja komponenttitiedot sekä päivitys- ja huoltotiedot.
Digitaalisen kaksosen hyödyntäminen tuotteen elinkaarenhallinnassa tarjoaa mahdollisuuden parempaan ja nopeampaan suunnitteluun, vianmääritykseen, ennakoivaan ylläpitoon. Lisäksi se helpottaa yhteistyötä eri tiimien ja osastojen välillä tuotteen elinkaaren eri vaiheissa.
Ilmoittaudu mukaan tapahtumaan: Tekniikka&Talous Aamu 30.5.:
Digitaalinen kaksonen teollisuudessa
Digitaalisen kaksosen käyttökohteet eri toimialoilla
Digitaalisen kaksosen sovelluskenttä ja käyttökohteet laajenevat jatkuvasti. Nykyisin käyttökohteita löytyy useilta toimialoilta, esimerkiksi:
- Liikkuvat koneet (traktorit, autot, metsä- tai kaivoskoneet)
- Tuotantolaitokset ja teollisuuden sovellukset (prosessi, valmistus, toimitusketjut, ylläpito)
- Terveydenhuolto (potilaiden seuranta ja hoito)
- Rakentaminen ja kiinteistöjen hallinta (kiinteistöautomaatio, energiankulutuksen seuranta ja säätö, elinkaarenhallinta)
- Ympäristö (kaivokset, pellot, metsät, älykaupungit)
Digitaaliset kaksoset ovat olleet tapetilla jo vuosikausia, mutta viimeaikaiset edistysaskeleet GPU:issa (Graphics Processing Unit), tekoälyssä, peliteknologioissa ja ohjelmistoalustoissa ovat kiihdyttäneet niiden käyttöönottoa. Virtuaalisen ja lisätyn todellisuuden teknologioiden yleistyessä digitaalisten kaksosten potentiaali kasvaa jatkuvasti.
Digitaaliset kaksoset muuttavat tapaamme toimia ja havainnoida fyysisessä maailmassa. Olipa kyse sitten valmistusprosessien optimoinnista, ilmastonmuutoksen ennustamisesta tai etätyöympäristöjen yhteistyön tehostamisesta, digitaalisten kaksosten sovellukset ovatkin lähes rajattomat. Digitaalinen kaksonen muuttaa sen, miten suunnittelemme, käytämme ja vuorovaikutamme ympäröivän maailman kanssa. Kuitenkin digitaalisten kaksosten täyden potentiaalin toteuttaminen vaatii paitsi teknologista innovaatiota myös yhteistyötä, standardisointia ja sitoutumista tietojen yhteensopivuuteen ja turvallisuuteen.
Jotta yritykset voivat saada parhaan mahdollisen hyödyn digitaalisista kaksosista, ei riitä, että vain lisätään digitaalinen kerros fyysisen maailman päälle. Täytyy tarkastella tuotteiden koko digitaalista elinkaarta ja integroida digitalisaatio aina liiketoimintamalliin asti.
Yhteenvetona voidaan todeta, että digitaalisen kaksosen käyttö edustaa toimintatapojen muutosta siinä, miten suunnittelemme, luomme ja hallitsemme monimutkaisia järjestelmiä ja prosesseja. Hyödyntämällä virtualisointia, simulointia ja data-analytiikkaa, digitaalinen kaksonen avaa uusia mahdollisuuksia tuotteiden innovointiin, optimointiin ja koko elinkaaren hallintaan.
Lue myös:
