Tijdreizen met de digitale tweeling

Simulatiemogelijkheden zijn naar voren gekomen als de sleutel tot aanpassing aan de veranderingen in de huidige omgeving. Bedrijven kunnen deze technologie gebruiken om concurrerend te blijven door de uitdagingen in de sector het hoofd te bieden. Dit zorgt voor een echte digitale transformatie waarbij de digitale tweeling een sleutelrol speelt.

Denk aan een productietechnicus die ontdekt dat de productiedoorvoer niet aan de verwachtingen voldoet. Traditioneel vereist het diagnosticeren van dergelijke problemen enorme hoeveelheden actuele productiegegevens, een enorme klus die uren of zelfs dagen kan duren.

Uiteindelijk ontdekt de ingenieur de oorzaak van de storing: tijdens het weekend is er een motorstoring opgetreden in een machine. De daaruit voortvloeiende stilstand leidde tot een productietekort, waardoor de kwartaaldoelstellingen in gevaar kwamen.

De kostbare tijd wordt nu besteed aan het analyseren van het probleem om te voorkomen dat dit zich in de toekomst voordoet — tijd die aan procesoptimalisatie of projecten voor energie-efficiëntie besteed had kunnen worden.

Naarmate de industrie zich ontwikkelt, hebben bedrijven behoefte aan nauwkeurige diagnoses en de mogelijkheid om zo snel mogelijk oplossingen te ontwikkelen en te implementeren. Traditionele methoden voor probleemoplossing zijn echter reactief en tijdrovend, waardoor het moeilijk is om proactieve oplossingen te implementeren.

Nu kunnen bedrijven de uitgebreide digitale tweeling gebruiken om de manier waarop ingenieurs product- en productieresultaten analyseren, optimaliseren en voorspellen te transformeren.

De uitgebreide digitale tweeling bestaat uit een reeks consistente digitale modellen die verschillende aspecten vertegenwoordigen en tijdens de gehele levenscyclus van het product, de levenscyclus van de productie en de toeleveringsketen kunnen worden gebruikt . Hij combineert de echte en digitale wereld probleemloos, zodat ingenieurs met meer vertrouwen belangrijke beslissingen kunnen nemen.

De digitale tweeling evolueert ook tijdens de levenscyclus. Het begint tijdens de ontwikkeling van een product of bij het ontwerp en de engineering van de productie, waarbij ontwerpers van digitale representaties kunnen profiteren die de simulatie van gedragsaspecten ondersteunen.

In de operationele fase van een product of proces bestaan de fysieke activa en de digitale tweeling naast elkaar, wat waarde genereert door een gesloten verbinding te creëren die continue optimalisatie, voorspellend onderhoud en weloverwogen ontwerpbeslissingen voor ontwikkelingen van de volgende generatie mogelijk maakt.

Dit stelt ingenieurs in staat om producten en productiesystemen te verfijnen en te optimaliseren voordat ze in fysieke activa investeren, waardoor ze minder afhankelijk zijn van dure fysieke prototypes.

Een digital-twin-visualisatie die onderling verbonden systemen en gegevensstromen tussen fysieke en digitale omgevingen laat zien.

Bedrijven kunnen hun digitale tweeling in de loop van de tijd uitbreiden door extra datasets te integreren en hun modellen aan te passen aan specifieke behoeften naarmate hun ervaring groeit.

Naarmate industrieën meer datagestuurd worden, kunnen fabrikanten door gebruik te maken van een digitale tweeling meer inzicht krijgen in de productiemechanica, de toewijzing van middelen en operationele efficiëntie.

Dankzij deze mogelijkheden kan de uitgebreide digitale tweeling als een soort "tijdmachine" fungeren. Hij kan het verleden opnieuw afspelen en analyseren, het heden weerspiegelen en toekomstige toestanden voorspellen.

In eerste instantie maakt het de optimalisatie van het product en het productiesysteem mogelijk voordat in fysieke activa wordt geïnvesteerd, waardoor er minder fysieke prototypes nodig zijn en dure storingen worden voorkomen.

Tijdens de operationele fase genereert de uitgebreide digitale tweeling enorme waarde door „wat als” -scenario's uit te voeren om prestaties en gedrag te voorspellen.

Hij legt de basis voor het nemen van snelle en zelfverzekerde beslissingen voordat er actie wordt ondernomen in de echte wereld.

Digitale tweeling verdiept inzichten in realtime

Fabrikanten hebben vaak moeite met realtime monitoring en gegevensintegratie in hun productiesystemen. Terwijl traditionele analyses zich op eenvoudige operationele statistieken richten, biedt de digitale tweeling een dieper niveau van inzicht door verschillende datasets in een uniform raamwerk te integreren.

De combinatie van de digitale en de echte wereld met een uitgebreide digitale tweeling maakt een probleemloze integratie mogelijk van de levenscyclus van producten en productie, inclusief software en automatisering. Het stelt bedrijven in staat om producten ontwerpen, simuleren, testen, optimaliseren en valideren met de Digital Twin for Products.

Door de digitale tweeling voor de productie te gebruiken is het mogelijk om machines, lijnen en zelfs complete fabrieken en fabrieken in de digitale wereld te plannen en te optimaliseren.

Het resultaat is een continue cyclus van optimalisatie, van het ontwerpen van een product tot de realisatie en optimalisatie ervan met prestatiegegevens via de digitale combinatie van prestaties.

Op basis van de bruikbare inzichten die uit die gegevens zijn afgeleid kunnen er betrouwbare beslissingen worden genomen, die zijn gericht op productiviteits- en procesverbeteringen, zoals het optimaliseren van de productieplanning.

Dit betekent ook dat machinestoringen of storingen in de systemen voor de levering van materiaal onmiddellijk worden geïdentificeerd en aan productietechnici of technici worden geleverd. Dit inzicht in realtime zorgt ervoor dat storingen onmiddellijk worden opgemerkt, waardoor kostbare stilstand tot een minimum wordt beperkt.

Snelle diagnose en probleemoplossing

Een medewerker van Siemens staat voor twee computerschermen.

De digitale tweeling kan ook de tijd "terugspoelen”, zodat ingenieurs product- of productieproblemen efficiënt kunnen diagnosticeren. Op de productievloer ontvangen ingenieurs nauwkeurige foutmeldingen die het tijdstip van de storing en de betreffende machine aangeven, in plaats van op conclusies uit algemene statistieken te vertrouwen.

Denk aan een moderne CNC-machine die is uitgerust met geavanceerde automatisering en connectiviteit. Als bij een van de snijspindels een trillingsmelding afgaat, wordt de operator onmiddellijk gewaarschuwd, waarna er een onderzoek naar de oorzaak wordt uitgevoerd.

Met behulp van de digitale tweeling kan de operator de trillingsmelding in een realistische 3D-omgeving bekijken, waarbij er precies wordt vastgesteld op welk moment overmatige trillingen plaatsvonden.

Door de digitale tweeling snel vooruit en terug te spoelen, kan de operator belangrijke gebeurtenissen analyseren — zoals het begin van het snijden met een nieuw gereedschap — en de prestaties van verschillende spindels vergelijken.

Stel dat één spindel tijdens het snijden aanzienlijk hogere koppelniveaus ervaart, wat wijst op een anomalie in de eigenschappen van het werkstuk.

Door dit probleem vroegtijdig te identificeren, kunnen ingenieurs weloverwogen beslissingen nemen over corrigerende maatregelen, waardoor de stilstand wordt beperkt en de betrouwbaarheid van de machine wordt verbeterd.

Bovendien biedt de analyse van historische gegevens via de digitale tweeling fabrikanten waardevolle inzichten in terugkerende problemen.

Als een bepaald onderdeel vaak uitvalt als gevolg van oververhitting, kunnen ingenieurs alternatieve opstellingen ontwerpen, koelprocessen aanpassen of voorspellende onderhoudswaarschuwingen opnemen om toekomstige risico's te beperken.

Simulatie voor proactieve optimalisatie

Naast diagnose biedt de digitale tweeling ongeëvenaarde voorspellingsmogelijkheden. Hij kan toekomstige toestanden voorspellen om op het juiste moment de juiste beslissingen te nemen.

Door gebruik te maken van simulaties kunnen ingenieurs toekomstige machineprestaties voorspellen, mogelijke proceswijzigingen evalueren en risico's beperken voordat ze zich voordoen.

Fabrikanten van elektrische voertuigen maken bijvoorbeeld gebruik van simulaties om batterijontwerpen te verfijnen, waarbij ze het verwachte bereik, de thermische prestaties en de efficiëntie van het pakket beoordelen.

Ingenieurs kunnen snel iteraties van ontwerpen testen en de meest optimale configuratie selecteren zonder de beperkingen van het maken van fysieke prototypes.

In een ander geval gebruiken fabrikanten van windturbines digitale tweeling-modellen om de bedrijfsomstandigheden op verschillende geografische locaties te simuleren. Deze simulaties bieden gedetailleerde inzichten in aerodynamische prestaties, schommelingen in de energieproductie en de impact van omgevingsvariabelen zoals windsnelheid en temperatuur.

Door de efficiëntie van de turbine onder uiteenlopende omstandigheden te voorspellen, kunnen fabrikanten het ontwerp van de bladen en de onderhoudsschema's optimaliseren om de energieopwekking te maximaliseren.

Intelligent, wendbaar en veerkrachtig

De digitale tweeling ondersteunt een dynamische, datagestuurde benadering van productontwikkeling en productiebeheer.

Door ingenieurs van realtime inzichten, historische analyses en voorspellende simulaties te voorzien, vermindert de digitale tweeling kostbare uitvaltijd en verbetert de algehele flexibiliteit van de productie.

Door middel van closed-loop optimalisatie kunnen bedrijven hun productaanbod en productieprocessen voortdurend verfijnen met behulp van prestatiegegevens uit de praktijk.

In het evoluerende industriële landschap stelt de uitgebreide digitale tweeling ingenieurs in staat om een vorm van tijdreizen te maken — waarbij ze inzichten uit het verleden, het heden en de toekomst gebruiken om efficiëntie, duurzaamheid en concurrentievermogen te stimuleren in een steeds complexere industriële wereld.

Juni 2025

Gerelateerde inhoud

Digitale onderneming

Benut de kracht van Industrie 4.0 en versnel uw digitale transformatie.

Meer informatie