Autodesk: Cyfrowy bliźniak w zarządzaniu produktem

Czym jest „cyfrowy bliźniak”?

Przede wszystkim jest to sposób kompleksowego zarządzania informacjami dotyczącymi danego obiektu – urządzenia, instalacji, budynku czy nawet miasta – z wykorzystaniem scentralizowanego repozytorium informacji, które jest podstawowym i autorytatywnym źródłem informacji („single source of truth”) na jego temat.

Tworzy się go poprzez zebranie pewnych informacji początkowych, takich jak rysunki techniczne, dokumentacja produkcyjna, listy materiałowe, numery katalogowe części składowych itp., po czym uzupełnia na bieżąco o informacje z okresu eksploatacji, tak żeby zgromadzona dokumentacja w możliwie pełny sposób odzwierciedlała stan obiektu rzeczywistego. Na przykład w przypadku maszyn i urządzeń do „cyfrowego bliźniaka” powinny być dołączane informacje o ich wykorzystaniu, konserwacjach, wymianach części, realizowanych procedurach serwisowych czy naprawach itp.

Jednak w ramach tej samej ogólnej koncepcji można realizować różne poziomy doskonałości, automatyzacji i szczegółowości danych. Na przykład w przypadku samochodów autonomicznych, najprostsza i dość powszechnie stosowana automatyka, określana jako Poziom 0, odpowiada za zapobieganie poślizgom (ABS) czy utrzymywanie stałej prędkości jazdy (tempomat). Natomiast Święty Graal tej branży to automatyka Poziomu 5, która kiedyś ma pozwolić na całkowicie automatyczne funkcjonowanie pojazdów, bez kierowcy, a nawet bez kierownicy.

Podobnie w przypadku „cyfrowego bliźniaka”, szczegółowość danych oraz sposób ich gromadzenia i przetwarzania zależy od potrzeb użytkownika oraz celu, któremu taki system ma służyć. Jeżeli firma chce po prostu usprawnić zarządzanie i obniżyć jego koszty czy zwiększyć jakość obsługi klientów, wystarczą jej podstawowe dane, być może nawet wprowadzane ręcznie lub półautomatycznie przez obsługę. Przykładem takiego bliźniaka może być np. historia serwisowa samochodu tworzona przez dobre stacje obsługi – zwłaszcza, jeżeli system informatyczny zapewnia także dostęp do dokumentacji technicznej pojazdu i pełnej historii diagnostyki. 

Natomiast, jeżeli chce się modelować zachowanie takiego obiektu i wyprzedzać awarie, potrzebna jest gigantyczna ilość dużo bardziej szczegółowych danych; muszą być też one gromadzone automatycznie i w czasie rzeczywistym, zgodnie z koncepcją Internetu Rzeczy.

Jet Propulsion-as-a-Service

Choć wówczas tego tak nie nazywano, wczesnym przykładem wykorzystania „cyfrowego bliźniaka” była firma Rolls Royce, która już w latach 60. XX w. zaoferowała liniom lotniczym możliwość eksploatacji silników lotniczych w modelu usługowym. W modelu tym linia lotnicza nie kupuje silnika wraz z samolotem, lecz bierze go specyficzną formę leasingu, w którym płaci wyłącznie za czas jego pracy („Power by the Hour”) – podobnie, jak pewien chiński cesarz płacił lekarzowi tylko wtedy, kiedy był zdrowy. Dzięki temu producent, zamiast sprzedawaniem części zamiennych, jest zainteresowany utrzymywaniem wysokiej dostępności silników.

Model usługowy pozwolił powiązać bezpośrednio koszty operacyjne linii lotniczych z przychodami (silnik generuje koszty wtedy, gdy samolot lata i zarabia), co zwiększa przejrzystość biznesu. A przy tym zmniejszono czas przestojów i dwukrotne wydłużono żywotność silników dzięki regularnemu serwisowaniu i bieżącym wymianom komponentów sprawiających problemy, jeszcze zanim doprowadzą one do jakiejś poważnej awarii.

Działając w tym modelu producent otrzymuje też ogromną ilość szczegółowych danych zbieranych podczas każdego lotu, w warunkach rzeczywistej eksploatacji maszyny. Dzięki temu może nieustannie modernizować i usprawniać swoje produkty oraz wyciągać wnioski podczas projektowania kolejnych modeli – bardziej ekonomicznych i przyjaznych środowisku. Podejście to okazało się tak korzystne dla wszystkich uczestników rynku, że zostało powielone i jest obecnie standardem w branży lotniczej. 

Dziś, dzięki ogromnemu postępowi i obniżeniu kosztów gromadzenia i przetwarzania danych, analogiczne modele biznesowe już są lub mogą być stosowane także w innych branżach, np. w produkcji („Production Line as-a-Service”), przemyśle („Equipment as a Service”) czy w budownictwie.

Jak zacząć?

Pierwszym krokiem na drodze do wdrożenia koncepcji „cyfrowego bliźniaka” jest przeniesienie do postaci cyfrowej całej dokumentacji projektowej, produkcyjnej i serwisowej danego urządzenia – np. linii produkcyjnej – oraz zgromadzenie jej w systemie PLM, takim jak Autodesk Vault. Oczywiście, dokumenty muszą być tak przygotowane, żeby nadawały się do wykorzystywania przez systemy informatyczne, w tym do automatycznego przeszukiwania i analizy. Leży to w zasięgu polskich firm inżynierskich, choć część z nich nadal korzysta z archiwalnej dokumentacji papierowej. Jednak w dobie powszechnego projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) i komputerowo wspomaganej produkcji (CAM) dokumentacja bieżąca jest już rutynowo prowadzona w postaci cyfrowej.

W tym samym systemie należy też zbierać informacje z okresu eksploatacji u klienta. Dzięki temu, że Autodesk Vault działa w chmurze, a dostęp do niego jest możliwy z niemal każdego miejsca na świecie i o każdym czasie, można użytkownikom końcowym umożliwić rejestrację wszelkich istotnych informacji: zmian konfiguracji, czasu pracy, intensywności wykorzystania, usterek, napraw, czynności konserwacyjnych itp.

Dzięki wykorzystaniu odpowiedniego API producent urządzeń może też udostępniać klientom oprogramowanie diagnostyczne pozwalające gromadzić informacje zbierane bezpośrednio z wbudowanych w urządzenie czujników. W ten sposób, bez względu na to, czy producent poszedłby drogą wytyczoną w branży lotniczej i oferował sprzęt jako usługę, czy też np. uzależniłby zakres lub długość gwarancji od możliwości gromadzenia danych eksploatacyjnych, informacje te stanowiłyby bezcenne źródło doświadczeń i zapewniłyby przewagę nad niskokosztową konkurencją.

Koncepcję „cyfrowego bliźniaka” niekiedy traktuje się jako pieśń przyszłości. Strategia ta już dziś leży jednak w zasięgu wielu polskich przedsiębiorstw. I już dziś można ją wykorzystać do uzyskiwania korzyści biznesowych, budowania reputacji i inwestowania w dobre marże w przyszłości.

>>Więcej informacji można znaleźć na stronie<<

Źródło: Artykuł sponsorowany (Autodesk Forge)