TECHNOLOGIE / PRŮMYSL 4.0
Digitální dvojčata v logistice a dodavatelském řetězci Použití digitálních dvojčat pomůže firmám hledat další úspory, optimalizovat a případně nacházet úzká místa ve výrobě. V posledních letech jsme zažili ostré tempo inovací, a právě digitální dvojčata jsou jedním z nástrojů, které pomáhají toto tempo udržet a uspět na konkurenčním trhu. Nad možnostmi se zamýšlí Radim Adam. Co to je vlastně digitální dvojče? Digitální dvojče se jako pojem objevuje v poslední době ve spojení s mnoha dalšími populárními pojmy jako např. umělá inteligence, strojové učení, horizontální integrace, digitalizace, robotizace, internet věcí, big data, virtuální a rozšířená realita apod. Digitální dvojče je v pravém slova smyslu virtuální, fyzicky neexistující model, který může reprezentovat v podstatě jak produkt, tak proces jeho výroby, případně procesy související s komplexním procesem jeho dodávky uživateli, tedy od marketingu, přes smlouvu k plánu výroby, výrobě a dodávce zákazníkovi. Vše lze namodelovat. Pokud přijmeme názor, že výroba se svou vnitřní logistikou je součástí dodavatelského řetězce konkrétního produktu, můžeme zpracovat digitální dvojče celého procesu. Prazáklad digitálních dvojčat lze vysledovat k možnostem daných rozvojem CAD systémů (Computer Aided Design), k obrovskému rozvoji výpočetního výkonu, který umožňuje sběr rozsáhlých dat, jejich relativně rychlou analýzu a interpretaci, a také ke stále se zvyšujícím schopnostem umělé inteligence, především neuronovým sítím, které umožňují vyhledávání vnitřních struktur, souvislostí a zákonitostí. Předchozí metody modelování a simulace se často opíraly o modely na základě statistiky, diferenciálních rovnic, pravidlových modelů a řady dalších způsobů. Většina těchto metod se často ukrývá uvnitř algoritmů, které jsou ve viditelné podobě prezentovány pod souhrnným názvem digitální dvojče. 42
PAC K AG I N G 5 / 2 02 2
Tím, jak CAD systémy umožňovaly nejen počítačový návrh strojních, elektrických a stavebních projektů, ale i jejich simulaci, bylo jen otázkou času, kdy umožní zabudovat do svých algoritmů i možnosti simulace dynamických vlastností, v prvé řadě řešení otázek spojených s nejrůznějšími časovými problémy. Proto k prvním simulacím patřilo modelování taktu výroby, vyhledávání úzkých míst a v mnoha případech zefektivňování logistického procesu. Předrealizační fáze návrhu digitálního dvojčete Na začátku celého procesu by měla být myšlenka produktu nebo celé množiny produktů, které se vyrábějí určitým konkrétním výrobním procesem. S tímto procesem samozřejmě velmi úzce souvisí i technologický postup výroby a jeho variabilita včetně variabilních postupů alokace zdrojů a dalších logistických funkcí. Vytváření návrhu fyzického produktu je v technické praxi velmi zakořeněnou situací. Nelze si představit stavbu bez projektové dokumentace.
Ovšem až digitalizace procesu návrhu konkrétního výrobku pomocí výpočetní techniky umožnila zahrnout do návrhu i vlastnosti jednotlivých materiálů, a tak řadu výrobků testovat již v digitální podobě a ušetřit vysoké náklady na výrobu fyzických modelů a prototypů, ověřování jejich vlastností zkouškami (i destrukčními) a především zkrátit dobu vývoje a nalezení optimálního technologického postupu výroby. Ideální pro využití vlastností digitálních dvojčat je situace výstavby nové haly s novou produkcí. Do digitálního dvojčete stavby lze velmi jednoduchým způsobem umístit digitální dvojčata výrobní linky, která se skládá z digitálních dvojčat jednotlivých strojů. A v tomto případě lze již modelovat všechny situace, které mohou nastat. Především takty jednotlivých strojů, linek, prostorové možnosti manipulace a dopravy materiálů a poloproduktů k a od linky, návaznosti jednotlivých operací v čase. K dalším výhodám patří modelování procesu i s ohledem na zaměstnance, ergonometrii a zajištění jejich bezpečnosti
