Modellerad i den virtuella världen

I en inte alltför avlägsen framtid kommer intelligent programvara som replikerar fysiska produkter att skapa en avatar av den verkliga varan innan du sätter igång. Resultatet, en digital tvilling, sparar tid, pengar och material.

Tänk dig att kunna bearbeta den perfekta komponenten - skuren med den bäst lämpade verktygsenheten, i optimal hastighet och med de mest kompatibla materialen - långt innan du ens har satt din fot i verkstaden eller beställt material till den. Allt detta kan bli möjligt med hjälp av det digitala tvillingkonceptet, som är en av hörnstenarna i Industri 4.0.

En digital tvilling är en dynamisk mjukvarumodell av ett tidigare, nuvarande eller framtida tillstånd eller beteende hos en fysisk produkt eller ett fysiskt system, vilket gör det möjligt att simulera det virtuellt. Bengt Olsson, Product Information Specialist på Sandvik Coromant, förklarar: "För att uttrycka det enkelt är det som att ha en avatar av den verkliga varan, som rör sig och beter sig på samma sätt som den verkliga varan skulle göra i den miljö du placerar den i. Den här avataren passar mycket bra in i den digitala världen med tweets, bloggar och streams, och den suddar ut gränserna mellan den digitala och den fysiska världen."

Replikera mänsklig expertis

Sandvik Coromant har redan använt digital tvillingteknik för att replikera en del av den mänskliga kompetensen och expertisen hos sina tekniska ingenjörer, inklusive konsten att kunna "höra" om en kant i en maskin håller på att bli trubbig. Företaget bidrar också till en bredare standardisering av den digitala tvillingtekniken genom att arbeta med olika plug-and-play-lösningar och genom att hjälpa till att etablera ett globalt verktygsbibliotek, där digitala tvillingar kan hämta all verktygsdata de behöver för att skapa den mest effektiva verktygsmonteringen för specifika bearbetningsändamål.

Genom att använda informationsstandarder och plug-and-play-teknik blir en ny dimension av kommunikation verklighet, där fysiska saker kommunicerar med varandra och med appar.

Olsson menar att den verkliga styrkan med en digital tvilling är att den ger tillgång till strukturerad information och gör det möjligt för artificiell intelligens att lära sig av tidigare erfarenheter och fånga upp utmaningar via sensorer, och därmed hjälpa till att förutsäga verkliga resultat.

"Det innebär att du kan testa olika bearbetningsalternativ före den verkliga processen", säger han och tillägger att systemets progressiva intelligens också kommer att hjälpa dig att komma närmare det önskade resultatet mycket snabbare och mer effektivt än någon annan typ av process någonsin har gjort.

Sparar tid och resurser

"Med en digital tvilling kan du anpassa dig till givna förhållanden och verifiera att designkraven uppfylls, även om du fortfarande befinner dig på ritbordet", säger Olsson. "Förutom tid sparar du också material och resurser som annars skulle ha investerats i den potentiella felmarginalen."I framtiden, menar han, kommer det att bli allt vanligare att testa produkter och processer via deras digitala tvillingar innan man faktiskt köper deras fysiska motsvarigheter. "Du kanske hittar en produkt på nätet", förklarar han. "Innan du köper den laddar du ner dess digitala tvilling för att se hur - och om - den fungerar i den miljö du behöver."

Den virtuella verkstaden

Redan 2017 utnämnde det globala forsknings- och rådgivningsföretaget Gartner den digitala tvillingen till en av sina 10 viktigaste strategiska tekniktrender och förutspådde att "miljarder" produkter och processer från och med omkring år 2020 skulle representeras av digitala tvillingar.

Precise digital twin representations increase speed and quality of the design and planning processes.

Även om Sandvik Coromant har arbetat med digital tvillingteknik sedan början av 2000-talet,

Har den snabba utvecklingen av Industrial Internet of Things tagit den till en helt ny nivå och gett den möjligheter som kognitiva tjänster och digitala modeller baserade på artificiell intelligens som möjliggör interaktion. "Du kan ställa frågor till den under tiden", säger han.

I Sandvik Coromants framtidsplaner ingår att investera ytterligare i att förbättra kvaliteten på den digitala tvillinginformationen, etablera kommunikationskanaler och utveckla informationsmodeller som är redo att möta framtida utmaningar. Man arbetar också med att förbättra sättet på vilket företagets digitala tvillingar kommunicerar med kundernas system.

"Tekniken har kommit ikapp industrin nu", säger han. "I framtiden kommer man att behöva passera genom den virtuella verkstaden innan man ens kan drömma om att gå in i den fysiska verkstaden."