Logotyp för Volupe

Digitala tvillingar på Volupe

Digital tvilling

DIGITAL TWIN

Vad är en digital tvilling?

En digital twin är en virtuell kopia av ett objekt eller system som återspeglar dess livscykel. digital twin uppdateras från realtidsdata (ofta via sensorer) och använder simulering, maskininlärning och logiska resonemang för att fatta bra beslut.

Hur fungerar en digital twin?

En digital tvilling är precis vad det låter som, det vill säga en virtuell modell som har utformats för att på ett exakt sätt återspegla ett fysiskt objekt eller system. Detta är möjligt genom att studera objektet, ta ett vindkraftverk som exempel: Turbinen är utrustad med olika sensorer som speglar viktiga delar av dess funktionalitet i den fysiska världen. Sensorerna producerar data om olika aspekter av objektets prestanda och rapporterar data, t.ex. energiproduktion och väderförhållanden, tillbaka till den digitala kopian genom bearbetningssystemet.

När data rapporteras kan den virtuella modellen av objektet köra simulations och studera objektets prestanda för att få värdefulla insikter och möjliga förbättringar som kan tillämpas på det fysiska objektet.

digital twin vs. simulations

Digitala tvillingar blandas ofta ihop med simulations. Även om båda använder sig av digitala modeller för att kopiera olika processer i ett system finns det en stor skillnad. Eftersom digital twin är byggd för att kopiera den virtuella miljön är dess data betydligt rikare för studier, och i mycket större skala. En simulering kan användas för att studera en viss process, medan en digital twin själv kan köra flera simuleringar för att studera ett antal olika användbara processer.

Och det finns mer. Medan simulations normalt sett inte drar nytta av tillgång till realtidsdata är digital twin raka motsatsen. De är utformade för att fungera med ett tvåvägsflöde av information, där sensorerna först ger relevanta data till systemprocessorn och sedan när processorn delar med sig av insikter och förbättringar tillbaka till det ursprungliga källobjektet.

Slutsatsen är ganska tydlig. En digital twin har fördelen att kunna analysera fler frågor från betydligt fler vinklar jämfört med en vanlig simulations, vilket ökar dess chanser och slutliga potential att förbättra produkter och processer.

Olika typer av digital twin:er

Beroende på produktförstoringsnivån används ett antal olika typer av digital twin:er. Det är inte ovanligt att det finns flera olika typer av digital twin som samexisterar inom samma system eller process. Läs mer om de olika typerna av digital twins och inom vilka områden de används nedan.

Tvillingar av komponenter och tvillingar av delar

Komponenttvillingar definieras som den grundläggande enheten i en digital twin och den minsta fungerande komponenten. Del-tvillingar är mer eller mindre samma sak som en komponent-tvilling, men är normalt en del av mindre viktiga komponenter.

Tillgångstvillingar

En tillgång bildas när två eller flera komponenter fungerar tillsammans. Med hjälp av en tillgångstvilling kan du spåra och studera interaktionen mellan dessa komponenter och skapa prestandadata som kan bearbetas och användas för att ge dig insikter som du kan använda.

Enhet eller system tvillingar

Enhets- eller systemtvillingar ger nästa förstoringsnivå som gör det möjligt att se hur olika delar och tillgångar hänger ihop för att bilda ett funktionellt system. Systemtvillingar ger en inblick i samspelet mellan tillgångarna och kan föreslå förbättringar av prestandan.

Process tvillingar

Process tvillingar används för att avslöja hur systemen fungerar tillsammans i en produktionsanläggning genom att ge en makroförstoring. Process tvillingar kommer att kunna tillhandahålla uppgifter om systemens synkroniserade prestanda och hur ett system kan påverka andra. Med hjälp av de uppgifter som tillhandahålls av process-tvillingarna kan man fastställa exakta tidsscheman för att kunna uppnå en övergripande effektivitet i systemen.

Början på digital twin-tekniken

David Gelernter var den person som gav uttryck för idén om digital twin-teknik redan 1991 i sin publikation "Mirror Worlds". Dr Michael Grieves (som var lärare vid University of Michigan) ansågs dock vara den förste som 2002 faktiskt tillämpade konceptet digital twin på tillverkning när han tillkännagav konceptet digital twin-programvara. Många år senare, 2010, introducerade John Vickers från NASA officiellt den nya termen "digital twin".

NASA kan mycket väl ha varit de som var pionjärer när det gällde användningen av digital twin redan på 1960-talet när de arbetade med Apollo-projekten. Varje rymdfarkost hade en exakt replikerad jordbunden version som användes av NASA för att studera simuleringar av scenarier som kan inträffa under rymdfärder.

Fördelar och fördelar med digital twins

Förbättrad forskning och utveckling

En digital twin gör det möjligt att effektivisera forskning och produktdesign tack vare tillgång till stora mängder data baserat på troliga resultat. Med hjälp av denna information kan företagen göra nödvändiga justeringar och förbättringar innan produktionen ens påbörjas.

Bättre effektivitet

Även om en ny produkt har börjat tillverkas kan digital twins hjälpa till att övervaka och spegla produktionssystemen, med målet att uppnå och upprätthålla högsta möjliga effektivitet under hela tillverkningsprocessen.

Slut på produktens livscykel

Genom att simulera en produkts livscykel kan digital twins också hjälpa tillverkare att bestämma vad de ska göra med sina produkter i slutet av deras livscykel. Digitala tvillingar kan avgöra vilka produktmaterial som kan skördas och eventuellt återvinnas.

Industrier och marknader för digitala tvillingar

Även om digital twin:s är idealiska för att skapa och konstruera många objekt och system är det inte möjligt för tillverkaren att använda dem för varje produkt. Alla objekt är helt enkelt inte tillräckligt komplexa för att förse digital twin:erna med de sensordata som krävs. Det kan också vara kostsamt att skapa en digital twin, ha i åtanke att det är en exakt kopia av det fysiska objektet och att det inte är ekonomiskt meningsfullt för alla objekt.

Men det finns vissa projekt som särskilt gynnas av att använda digitala modeller:

  • Byggnader, broar och andra stora projekt med komplexa strukturer som måste följa strikta tekniska regler.
  • I tillverkningsprojekt där digital twin kan bidra till att effektivisera processen i industriella miljöer när man använder samverkande maskinsystem.
  • Kraftutrustning som används för att generera och överföra kraft.
  • I jet-turbiner, flygplan, bilar och andra mekaniskt komplexa projekt där en digital twin kan bidra till att ge effektivitet åt enorma motorer och komplicerade maskiner.

Av dessa skäl är de branscher som har störst nytta av digital twin-tekniken de branscher som arbetar med storskaliga projekt eller produkter:

  • Teknik
  • Tillverkning av bilar
  • Produktion av flygplan
  • Utformning av järnvägar
  • Byggnadskonstruktion
  • Tillverkning
  • Energiföretag

digital twin-marknaden är redo för tillväxt, och även om digital twin redan används i många branscher fortsätter efterfrågan på digital twin-tekniken att öka med ett beräknat marknadsvärde på 3,1 miljarder USD år 2020. Analytiker inom branschen spekulerar i att det kan stiga så högt som till ett beräknat marknadsvärde på 48,2 miljarder dollar år 2026.

Framtiden för digital twin

Vi ser redan en grundläggande förändring av de nuvarande verksamhetsmodellerna, där den digitala återuppfinningen äger rum i tillgångsintensiva branscher, där man förändrar och stör när man integrerar ny teknik för att arbeta tillsammans med maskinerna. Digitala tvillingar spelar redan en stor roll i denna omställning.

Det finns ingen gräns för efterfrågan på digital twin:s i framtiden, eftersom de fortsätter att lära sig nya färdigheter och förmågor för att skapa de insikter som behövs för att skapa bättre produkter och effektivare processer.

Carl Wanngård, M.Sc.

Account manager och affärsutvecklare
+46 731 473 320
carl.wanngard@volupe.com

VOLUPE

Lukas Johansson, M.Sc.

Account manager och affärsutvecklare
+46 704 466 297
lukas.johansson@volupe.com

VOLUPE

Kundsuccé och support

Volupes program för kundframgång omfattar regelbundna tekniska uppföljningsmöten med vår Customer Success Manager Carl Stenson. Vi går igenom vilka projekt du har genomfört, vad du ser framför dig och hur vi kan stödja dig på bästa möjliga sätt. Alla våra kunder kommer att utses till en dedikerad supporttekniker som kommer att vara din första kontaktpunkt och bära med sig relevant erfarenhet från din bransch och hur software kan användas effektivt och noggrant.

Fallstudie STAR CCM

Framgångsberättelser

Lär dig hur vi har samarbetat med olika kunder och hur de har använt software och våra lösningar framgångsrikt i olika projekt.

Kom igång Star CCM+

Hur du kommer igång

Volupe har utvecklat en komplett kundorienterad process för att få in dig som ny användare av Simcenter STAR-CCM+. Läs mer om hur denna process är definierad.

sv_SESwedish