Naše cesta do světa digitálních dvojčat
Pojem digitální dvojče zní trochu jako sci-fi. Kdo si ale představí děsivou digitální kopii sama sebe, je na omylu. Jde o nástroj, který používají firmy napříč obory, aby zvýšily svou efektivitu. I to je důvod, proč nám v Aimtecu tento trend nemohl uniknout a proč jsme v našem AimtecLABu nedávno dokončili už třetí „kus“ na míru našim zákazníkům.
Co si představit pod pojmem digitální dvojče? Lidsky formulované vysvětlení zní: digitální dvojče (Digital Twin – dále jen DTW) je v podstatě počítačový model něčeho skutečného. V našem případě třeba zákazníkova skladu. Výrobní linky. Logistických procesů. Případně libovolné kombinace zmíněného. Populárním se stalo využití DTW v automobilovém průmyslu nebo ve zdravotnictví. Ve stejném významu ho potkáváme i ve výzkumných laboratořích (buďte si jisti, že ve SpaceX se to jím jen hemží). Předloni přišli u Gartnerů s tvrzením, že víc než tři čtvrtiny společností se zaměřením na IoT už s DTW nějak pracují, případně ho v horizontu roku či dvou plánují začít využívat.
K čemu digitální dvojče slouží?
- V přípravné fázi projektu, kdy ještě neexistuje předloha virtualizovaného provozu, ulehčí DTW návrh fyzického i logického rozložení jednotlivých komponent. „Obchodní fáze projektu je plná okamžiků, kdy si obě strany nerozumějí. 3D vizualizace pomáhá rychle a názorně vymezit, pochopit a potvrdit projekt včetně definic jeho hranic,“ vysvětluje Dalibor Boubín, AimtecLAB Leader.
- Během realizace skutečného provozu pomáhá se správnou konfigurací. „Současná situace komplikující, či dokonce znemožňující osobní návštěvy přímo volá po dodávkách projektů virtuálně, vzdáleně. Vizualizace představuje jedinečný nástroj rychlého vzájemného porozumění až do nejmenšího detailu. U automatizačních projektů na zelené louce, případně u zásadních změn layoutu haly je vizualizace prakticky jediným nástrojem komunikace, protože budoucí realita ještě neexistuje,“ dodává Dalibor.
- Před spuštěním ostrého režimu nabízí bezpočet simulačních technik.
- V běžícím provozu poskytuje zobrazení aktuálního stavu ve 3D. Ke slovu přichází zejména tam, kam lidská obsluha nesmí (automatizované sklady, linky) a kde by obraz z kamery nenabídl dostatek informací. DTW dokáže ukázat doplňková data (identifikaci technologií a produktů, případně procesů v časové posloupnosti).
- Z běžící simulace (přípravná fáze) či vizualizace (zobrazení v reálném čase) můžeme zpětně vytěžit statistky a informace, které v konečném důsledku pomohou s další optimalizací.
- V neposlední řadě přináší DTW zcela nový rozměr do reportingu.
Jak se digitální dvojče vytváří?
Potřebujeme v podstatě dvě věci: modely a propojení s datovým systémem (třeba DCIx). Po prvních dvou zkušenostech, kdy jsme nejprve připravili fyzický model a ten pak mapovali na data, jsme pořadí obrátili. Propojit totiž ručně tisíce virtuálních skladových pozic s jejich databázovou interpretací je nadlidský úkon. Varianta, při níž si nejprve načteme strukturu skladu, a z ní pak už strojově generujeme scénu, se ukázala být výrazně efektivnější.
V jakých systémech digitální dvojče vzniká?
Naším základním produkčním nástrojem je multiplatformní herní engine Unity3D. V něm probíhá skládání finální scény a příprava modelů. Vlastní inteligenci a komunikaci se zdrojovým datovým systémem obstarávají skripty v jazyce C#. Ve výchozím stavu jsou naše DTW koncipována jako desktopová aplikace, všechna jsou ale zároveň vybavena i možností pohybu ve virtuální realitě.
Jak DTW pomáhá a vyplatí se vůbec?
Několik příkladů za všechny:
- Čas a energie jsou peníze. Chybné nastavení ABC analytických dat může vést k neefektivnímu pohybu při vychystávání. Prostoje návazných procesů a zdánlivě drobná chyba v konfiguraci mohou vést k ekonomickým ztrátám. Při pohledu z opačné strany tedy 3D vizualizace pomůže při odhalení chyb nastavení systému. Zkrácení času na konfiguraci = úspora nákladů.
- Vizualizace pomáhá ve 3D prostoru při zobrazení takzvané Optimální cesty. Je veliký rozdíl, jestli skladník při vychystávání naběhá či najezdí sto metrů, nebo tisíc. V naší DTW interpretaci vidíme chybu v nastavení okamžitě.
- DTW usnadňuje vysvětlení i těch nejsložitějších skladových procesů (třeba s double-deep regály).
- DTW usnadňuje orientaci. Vidí-li operátor celý skladový či výrobní proces v aktuálním stavu, ale hlavně v jeho celku i se souvislostmi, dokáže efektivněji reagovat na většinu problémů, které potenciálně nastanou. Ne všechny chyby jsou totiž z prostých tabulek snadno identifikovatelné. Najít správné řešení spuštěním simulací různých postupů je už jen přirozený benefit celého systému.
