Технології, котрі ще 10 років тому здавалися недоступними, широко впроваджуються на сучасних вітчизняних виробництвах. Сьогодні поговоримо про цифровий двійник — що це таке і як може допомогти покращити ефективність виробництва? Отже, цифровий двійник у виробництві — це віртуальна модель об’єкта, процесу чи цілої системи, яка в реальному часі відображає їхні характеристики, поведінку та стан. Технологія цифрового двійника впроваджується в промисловість, для оптимізації, підвищення ефективності виробництва.

Чому цифровий двійник змінює правила гри на сучасному виробництві?

Найперша перевага цифрового двійника — зміна точності обробки, завдяки поєднанню декілько факторів:

1. Реальний час перевірки — цифровий двійник одержує дані з датчиків (IoT) на обладнанні в режимі реального часу. Отримуються дані стосовно температури, вібрацій, зносу інструменту. Це дає змогу виявляти та коригувати відхилення миттєво.
2. Прогнозування та оптимізація. Двійник аналізує дані, передбачаючи потенційні помилки чи дефекти, що дає змогу заздалегідь налаштувати обладнання для вищої точності.
3. Симуляція процесів. Перед запуском програми цифровий двійник моделює процес, дозволяючи обирати оптимальні параметри швидкості, тиску та температури.
4. Зменшення кількості людських помилок — автоматизація процесів, коригування помилок через цифровий двійник знижує залежність від людського фактора.
5. Індивідуалізація — цифровий двійник дає змогу точно налаштувати обладнання під конкретні деталі чи умови, підвищуючи якість і точність обробки.

Яким чином цифровий двійник може покращувати виробництво у сфері металообробки:

• моделювання та симуляція — цифровий двійник базується на CAD/CAM-моделях, даних, отриманих із сенсорів, що дозволяє симулювати процеси фрезерування, токарної обробки, шліфування;
• прогнози щодо технічного обслуговування — на основі отриманих даних можна передбачити приблизний час, коли обладнання потребуватиме огляду чи ремонту;
• інтеграція з іншими технологіями — цифровий двійник може використовуватися в межах концепції Industry 4.0 разом із AI, машинним навчанням і хмарними обчисленнями;
• тестування програм обробки, виявлення помилок у коді чи налаштуваннях;
• моделювання лінії для оптимізації логістики і подальшої синхронізації процесів;
• контроль якості — порівняння реальних деталей із цифровою моделлю, для швидкого виявлення дефектів.

Якими можуть бути цифрові двійники?

Залежно від особливостей виробництва, можна обрати один з трьох типів цифрових двійників:

1. Двійник компонента — це віртуальна модель окремої деталі системи, до прикладу, двигуна чи датчиків. Такі двійники застосовуються для аналізу роботи окремих частин обладнання, прогнозування зносу чи можливих дефектів.
2. Двійник активу — віртуальна модель цілісного об'єкта, що складається з окремих компонентів. Основне застосування — перевірка роботи, прогноз для технічного обслуговування, оцінка ефективності.
3. Двійник системи — модель, що містить кілька активів, котрі взаємодіють між собою, до прикладу, енергосистема, виробнича лінія. Використовується для оптимізації взаємодії між окремими елементами, керування складними процесами, аналізу продуктивності системи.
4. Двійник процесу — використовується для оптимізації виробничих процесів, моделювання сценаріїв.

Особливості використання цифрового двійника в металообробці

В сучасній металообробці переважно використовуються верстати з числовим програмним керуванням, котре просто інтегрується з цифровим двійником. Зокрема цифровий двійник використовується у такому обладнанні:

• фрезерні верстати — для моделювання та оптимізації траєкторії інструменту;
• токарні верстати — вивчення стану шпинделя, прогнози для зносу різального інструменту;
• багатоосьові ЧПК верстати — симуляція складних траєкторій руху.

Компанія MetallWorks пропонує сучасні верстати металообробки з ЧПК, котрі можна інтегрувати в розумне виробництво та доповнити цифровим двійником. Фахівці компанії допоможуть консультаціями стосовно вибору обладнання та інтеграції у виробництво.