[Работа с 3D-графикой, Big Data, Интернет вещей] Цифровой завод — интерактивный цифровой двойник

Ответить на тему

Автор

Сообщение

news_bot ^®

Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286

news_bot ^® написал(а)
12-Окт-2020 22:33

Цитировать

Цифровые двойники – одна из популярнейших тем на сегодняшний день. Их часто рассматривают как панацею, призванную спасти производство и вывести его на качественно новый уровень. В данной статье мы расскажем о нашем опыте «быстрого старта» цифровизации производства, дающий ощутимые результаты в промышленном производстве.Одна из наших ключевых целей при цифровизации производства – обеспечить максимальную наглядность больших объемов данных с целью повышения оперативности принятия управленческих решений и увеличения мотивации у персонала. Идея цифрового двойника состоит в том, чтобы создать максимально точную цифровую версию физического объекта для дальнейшего анализа и диагностики, например, состояния оборудования и предотвращения его потенциальных поломок.Тема цифрового двойника не новая, но с каждым годом она становится все популярнее благодаря новым решениям на рынке Интернета Вещей, которые выводят традиционное производство на новый конкурентоспособный уровень. Цифровой двойник в нашем понимании – трехмерный компьютерный прообраз какого-либо объекта реального мира, имеющий обратную связь от него. В качестве такого объекта может выступать, например, все промышленное предприятие с его производственными линиями, конкретный экземпляр изделия или отдельный технологический процесс. Концепцию цифрового двойника можно разделить на три части:

Физический объект;
Виртуальный объект;
Связь между двумя этими объектами.

Чем точнее «цифровой двойник» описывается в компьютерной среде, тем больше он соответствует своему реальному прототипу. При этом объем данных зачастую приводит к сложности восприятия информации и возможности ее использования только узким кругом потребителей, поэтому наглядность информации – один из ключевых приоритетов для нас. Идеальный цифровой двойник может воспроизвести те же параметры, что и его физический аналог, что дает инженерам и другим пользователям возможность протестировать и смоделировать определенные условия, не причиняя реального ущерба физическому объекту.

Использование цифровых двойников может значительно улучшить существующие процессы работы производства и открыть новые возможности для бизнеса. В совокупности это приводит к сокращению эксплуатационных расходов и реальному увеличению чистой прибыли. Интерактивный цифровой двойник базируется, в первую очередь, на информации, полученной в автоматизированном режиме от производственного оборудования и/или из информационных систем и статических источников данных (файлы и пр). Для этого имеется набор программных коннекторов, поддерживающих все основные промышленные и проприетарные протоколы, а также механизмы для подключения к базам данных и ИТ системам. Автоматизация сбора данных – это гарантия объективности информации и независимости от человеческого фактора.Коннекторы передают информацию в специальное хранилище, расположенное обычно в локальной сети предприятия и построенное на технологиях NoSQL. Хранилище способно хранить любую информацию в неограниченных объемах для последующего формирования отчетов, создания BI системы, визуализации хода производственных процессов на интерактивном цифровом двойнике, диагностики оборудования, рассылки уведомлений при выходе процесса за установленные рамки и т.д. Ключевым преимуществом такого решения относительно классических СУБД является кратное ускорение обработки данных (обработка миллиардов записей в секунду) и значительно более экономное использование дискового пространства.Это позволяет постоянно отслеживать такую важную информацию, как данные о состоянии оборудования и данные о потреблении энергии от производственных систем. В свою очередь, это дает возможность выполнять предиктивный анализ и профилактическое обслуживание для предотвращения простоев и оптимизации энергопотребления. Также полученные данные являются основной для разработки новых бизнес-моделей. Использование интерактивного цифрового двойника, работающего на основе Big Data, начинается с его создания и обучения. При создании используются 3D модели, созданные в любых САПР, или геометрия, созданная непосредственно на платформе в 3D Editor. Степень детализации трехмерной сцены определяется автоматизируемыми процессами, при этом создается целый трехмерный мир с широким набором инструментов по работе со светом, текстурами, пользовательскими камерами, механизмом взаимодействия с объектами и т.п. Объекты, размещенные на 3D сцене, в свою очередь, связываются с сигналами и данными, хранимыми в хранилище и для каждого из них описываются сценарии поведения в зависимости от значений сигналов, включая изменение цвета, положения объекта или его компонентов, появление информационных сообщений и т.д.

В результате интерактивный цифровой двойник становится посредником между физическим изделием и важной информацией о нем. Он реализует полноценную обратную связь для производственного оборудования или продукции предприятия, находящихся на этапе эксплуатации, на основе передачи данных из физического в виртуальный мир. В дальнейшем интерактивный цифровой двойник выносится на цеховые и уличные ТВ для контроля достижения заданных показателей и используется на рабочих местах для визуализации технологических процессов и сравнения с результатами имитационного моделирования, выполненного в соответствующем программном обеспечении. Кроме этого, одним из распространенных способов использования цифровых двойников в нашей практике является их применение в диспетчерских и мониторинговых центрах для контроля производственных и вспомогательных процессов – на экраны выносится информация по всем производственным переделам, логистике, инженерному оборудованию (кондиционирование и т.п.), микроклимату, техническому состоянию оборудования и др.Как показывает опыт, предприятия при создании и использовании 3D цифровых двойников преследуют две основных цели:

Оперативность принятия управленческих решений;
Вовлеченность персонала и повышение мотивации.

Указанные цели достигаются, в первую очередь за счет простоты и наглядности представления информации, не требующих специальных навыков для понимания происходящего. Одним из наиболее ярких примеров в нашей практике стало увеличение загрузки производства (и, соответственно, выпуска продукции) на 5% в течение недели после начала использования интерактивного цифрового двойника при отсутствии каких-либо дополнительных организационных или технических мероприятий – только за счет того, что информация о ходе производственного процесса стала максимально прозрачной и понятной для всех групп пользователей.Сроки ввода в эксплуатацию интерактивных цифровых двойников занимают, в среднем, по нашему опыту, от 3 до 5 недель на цех, состоящий из 70-100 единиц разнообразного оборудования. Таким образом, технологии цифрового двойника дают возможность быстрого старта цифровизации производства с получением конкретных результатов в кратчайшие сроки.
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:

Теги для поиска: #_rabota_s_3dgrafikoj (Работа с 3D-графикой), #_big_data, #_internet_veschej (Интернет вещей), #_winnum, #_tsifrovoj_dvojnik (цифровой двойник), #_internet_veschej (интернет вещей), #_promyshlennyj_internet_veschej (промышленный интернет вещей), #_iiot, #_monitoring_oborudovanija (мониторинг оборудования), #_rabota_s_3dgrafikoj (
Работа с 3D-графикой
), #_big_data, #_internet_veschej (
Интернет вещей
)

Профиль ЛС

Ответить на тему

Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы

Текущее время: 22-Ноя 15:48
Часовой пояс: UTC + 5