Основой для построения единого цифрового пространства является комплексное внедрение цифровых технологий на всех этапах и уровнях промышленного производства и эксплуатации высокотехнологичных изделий. Формирование такой среды обеспечивает возможность сокращения времени вывода новых продуктов на рынок, повышения степени гибкости производства, качества продукции, эффективности производственных процессов, и, в конечном счёте, вывод промышленности страны на принципиально новый уровень.
В рамках реализации проектов по созданию единого информационного пространства на предприятиях создаются цифровые двойники изделий и промышленных объектов.
Цифровой двойник изделия включает в себя всё его описание:
- 3D-модели, создаваемые инструментами CAD,
- модели систем, используемые решениями для системного проектирования сложных изделий,
- спецификации материалов (BOM),
- 1D-, 2D- и 3D-модели для расчетов и анализа с помощью CAE-систем,
- встроенное программное обеспечение, разрабатываемое и тестируемое с помощью средств ALM,
- электронная часть проекта.
Результатом использования этих элементов становится комплексная компьютеризированная модель, которая обеспечивает почти 100% виртуальную валидацию и тестирование проектируемого изделия. Все эти элементы нужны для разработки, улучшения качества изделия и обеспечения возможности быстрого внесения изменений в ответ на пожелания клиентов.
На базе цифрового двойника изделия создаётся эксплуатационный цифровой двойник, обеспечивающий с учётом применения соответствующего программного обеспечения возможность извлекать и анализировать данные об их реальной производительности и использовании изделий в процессе эксплуатации. Анализ первичных данных может давать полезную информацию и новые инженерные решения, и идеи. В результате эту информацию можно использовать при сопровождении/создании цифрового двойника изделия и цифрового двойника производства - это необходимо для оптимизаций изделий, производственных систем и процессов в следующем цикле создания инновационной продукции.
Цифровой двойник производства обеспечивает гибкость и помогает уменьшить время выполнения технологических процессов, сократить сроки подготовки производства, а также проектирования производственных участков и цехов с установленным оборудованием. Он включает в себя:
- модель производственного процесса - точное описание того, как будет изготавливаться изделие,
- модель производственного оборудования - полное цифровое представление станочных участков и сборочных линий, необходимых для изготовления изделия,
- модель автоматизации производственного оборудования - описание того, как системы автоматизации (SCADA, PLC, HMI и пр.) будут поддерживать производство.
Ценность цифрового двойника на производстве заключается в том, что он предлагает уникальную возможность виртуальной симуляции, валидации и оптимизации всей производственной системы. Это также позволяет проверить, как будет создаваться изделие, со всеми его первичными деталями и подсборками, на основе технологических процессов с помощью производственных линий и систем автоматизации. Помимо этого, цифровой двойник может включать аспекты логистики, что помогает командам планировщиков проектировать эффективные логистические решения для снабжения производственных линий.
