Цифровой двойник производства

Цифровой двойник (Digital Twin) производства – это цифровая 3D-имитационная модель производственной ячейки, линии, участка, цеха или производственного комплекса в целом. В данной модели может быть выполнена симуляция производственных процессов, с целью расчёта и оптимизации требуемых организационно-технологических и технико-экономических параметров производства, с требуемой точностью и детализацией симуляции, вплоть до полной идентичности по всем цифровым параметрам, получаемым как из модели, так и из реального производства.

Укрупненно, по назначению создаваемые цифровые двойники производства можно разделить на:

• цифровые компоненты

• цифровые прототипы

• цифровые демонстраторы / информаторы

• цифровые симуляторы / оптимизаторы

• цифровые программаторы

• цифровые тени

• цифровые менеджеры / советчики

Цифровые компоненты, или визуальные компоненты (Visual Components), – это цифровые двойники отдельных объектов, применяемых в производстве (станки, роботы, средства технологического оснащения и т.д.

Цифровой прототип (Digital Prototype) – это упрощенная реализация цифрового двойника, симулирующая лишь некоторые динамические функции реального объекта, в зависимости от целей моделирования. Цифровое Прототипирование (Digital Prototyping) применяется, как правило, на ранних стадиях создания цифрового двойника

Цифровые демонстраторы / информаторы

Производители оборудования, системные интеграторы систем промышленной автоматизации, создающие новые или модернизирующие действующие производства, используют цифровые двойники для визуальной демонстрации своих решений и эффекта от их внедрения. Иногда такие двойники называют цифровыми информаторами. На их основе, к примеру, могут создаваться 3D-цифровые туры по производству.

Цифровые симуляторы / оптимизаторы

Это 3D-имитационное моделирование производственно- логистических процессов, с целью их проектирования, отладки и оптимизации. Эта задача может решаться как на стадии создания новых производств или модернизации действующих, так и на стадии их непосредственной эксплуатации.

Цифровые программаторы (Цифровые двойники для офлайн-программирования)

С использованием цифрового двойника программирование и отладка индустриальных роботов и станков с ЧПУ может быть перенесена из реального производства в офлайн-режим. При этом, реальное оборудование в течение времени, которое занимает офлайн-программирование и отладка, работает в штатном режиме.

Цифровые тени (Digital Shadows) – это цифровые двойники, которые имеют возможность в режиме онлайн принимать цифровую информацию от соответствующих систем цифрового управления оборудованием (всевозможных датчиков, контроллеров), собирая эти данные посредством Интернета вещей (Industrial Internet of things).

Цифровые менеджеры – это цифровые двойники, которые имеют возможность в режиме онлайн принимать цифровую информацию от цифровых двойников других типов (симуляторы, программаторы тени и пр.), оперативно ее интегрировать, анализировать и осуществлять моделе-регулируемое управление, выбирая оптимальные производственные решения и выполняя их путём загрузки необходимых офлайн-программ непосредственно в системы цифрового управления соответствующим оборудованием. Частным случаем является создание цифровых советчиков – когда управляющее воздействие не выполняется, а рекомендуется персоналу.