Vorteile der digitalen Zwillinge

Definition: Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles Modell eines entsprechenden physischen Produkts, das mit Echtzeit-Betriebsdaten gefüttert wird, um auf dieselbe Weise wie das physische Produkt zu reagieren. Diese Zwillinge dienen als leistungsfähige Verbindung zum Produkt für Diagnose, Konstruktionsänderungen und Wartung.

Simulationen und digitale Zwillinge nutzen beide digitale Modelle, um die verschiedenen Prozesse eines Systems nachzubilden, aber ein digitaler Zwilling stellt eine virtuelle Umgebung dar, die immer auf dem neuesten Stand ist, was ihn flexibler für Anwendungen über den gesamten Produktlebenszyklus macht. Ein digitaler Zwilling kann von der Forschung und Entwicklung über die Produktion bis hin zur Überwachung und Wartung eingesetzt werden. Er erschließt Synergien, indem er als maßgebliche Quelle der Wahrheit für alle Abteilungen dient, von der Konstruktion über die Schulung bis hin zum Marketing.

Die wichtigsten Verwendungszwecke von digitalen Zwillingen sind:

• Beschreibend – Entwurf und Validierung des Produkts, bevor es in der realen Welt existiert
• Informativ – Sammeln von Betriebsdaten in großem Maßstab zum Vergleich von Tests mit dem Modell
• Vorausschauend - Vorhersagen und aufzeigen, was in verschiedenen realen Szenarien passieren wird
• Lebendiger digitaler Zwilling - AAnalysieren Sie, wie sich Ihr Produkt im Laufe der Zeit in der realen Welt verhält und verwendet wird

MapleSim macht den Einstieg einfach, indem es ein digitales Modell Ihres Produkts erstellt, das in eine Software für die Automatisierungsentwicklung exportiert werden kann. Wenn der Betrieb wächst, können MapleSim-Modelle durch eine bidirektionale Verbindung mit einer Cloud-basierten digitalen Zwillingsplattform, wie AWS IOT Twinmaker oder Oracle Cloud Anomaly Detection Service, skaliert werden.

Modellbasierte digitale Zwillinge, wie sie mit MapleSim entwickelt werden, haben eine höhere Genauigkeit und können ein breiteres Spektrum an Szenarien abbilden als Simulationen, die ausschließlich auf der Grundlage historischer Betriebsdaten entwickelt werden, was zu einer größeren Vielfalt an technischen Aufgaben führt:

• Konzeptionelle Entwicklung: Die sehr frühe Erprobung von Designkonzepten in einem Modell, das das dynamische Verhalten vorhersagt, liefert aussagekräftige Erkenntnisse und ermöglicht es Ingenieuren, fundiertere Entscheidungen zu treffen.
• Virtuelle Inbetriebnahme: Lange vor dem ersten Bau können die Ingenieure die stationären und temporären Lasten vorhersagen, denen die Aktuatoren während ihrer Betriebszyklen ausgesetzt sein werden. Dies hilft, die Aktuatoren richtig zu dimensionieren, um Ausfälle zu vermeiden und gleichzeitig ein Over-Engineering zu verhindern.
• Online-Diagnose: Die Simulation des digitalen Zwillings parallel zur realen Maschine kann wertvolle Erkenntnisse darüber liefern, wo ein Problem auftreten könnte, da die Reaktion der Maschine mit zunehmendem Alter vom Modell abweicht.
• Virtuelle Sensoren: Da die dynamische Reaktion des digitalen Zwillings auf strengen physikalischen Gesetzen beruht, können bestimmte berechnete Eigenschaften ausreichen, um sie als Eingaben in das Steuersystem zu verwenden, entweder um einen fehlerhaften Sensor zu ersetzen, bis er repariert werden kann, oder um seine Verwendung ganz zu vermeiden. Beide Szenarien können zu einer erheblichen Kostenreduzierung führen.
• Vorausschauende Wartung: Es gibt viele Faktoren, die den Wartungsplan für eine Maschine bestimmen, aber ein Faktor wird häufig übersehen, weil er ohne einen digitalen Zwilling schwer vorherzusagen ist. Dieser Faktor ist die Auswirkung der dynamischen Belastung von Lagern, Getrieben und Motoren, die durch Änderungen im Arbeitszyklus verursacht wird. Wenn ein digitaler Zwilling einen vorgeschlagenen Arbeitszyklus durchläuft, kann er helfen, die Belastungen dieser Komponenten zu bestimmen, die dann zur Berechnung der Auswirkungen auf die Lebensdauer der Komponente verwendet werden können.
• Produktanreicherung: Ein digitaler Zwilling ermöglicht es Herstellern, wichtige Fragen zu stellen, z. B. wie schnell eine Maschine einen Vorgang sicher ausführen kann (Zyklen pro Minute) oder wie schwer eine Last bewegt werden kann, ohne dass Anfragen an die Technik weitergeleitet werden müssen. So können Hersteller mehr Innovationen anbieten und sich von der Konkurrenz abheben.
• Vertriebsinstrument: Außerhalb der Konstruktionsabteilung kann der digitale Zwilling zur Qualifizierung von Kundenspezifikationen verwendet werden. Für die Kunden können diese Informationen dazu beitragen, die Leistung einer Maschine bei unterschiedlichen Nutzlasten oder Betriebsbedingungen zu validieren, ohne dass eine umfassende Beratung durch einen Ingenieur erforderlich ist.