Aplikácia digitálnych dvojčiat

Prípadové štúdie digitálnych dvojčiat od spoločnosti Siemens demonštrujú potenciál spojenia skutočného a digitálneho sveta.

Stroj

Spoločnosť Heller je popredný výrobca CNC strojov, ktorý sa rozhodol využiť technológiu digitálneho dvojčaťa, aby ďalej zlepšil efektivitu svojich strojov. Potrebovali riešenie na identifikáciu možných nepresností súosovosti, ktorá by mohla ovplyvniť kvalitu výroby. Riešením bolo nasadenie Executable Digital Twin od spoločnosti Siemens. S týmto riešením bol Heller schopný detegovať len 20 mikrónov nesúosovosti za menej ako 400 milisekúnd bez potreby ďalšieho hardvéru. To umožňuje spoločnosti Heller výrazne zlepšiť účinnosť svojej automatickej výmeny nástrojov a obmedziť vibrácie na stroji.

Železnica

Siemens Mobility vytvára digitálne dvojča na výstavbu 2 000-kilometrovej vysokorýchlostnej železničnej siete v Egypte, a to vďaka kompletnej integrácii údajov naprieč celým projektom. Toto digitálne dvojča bude využívať až 300 projektových pracovníkov. „Pracovníkom to umožní napríklad identifikovať a sledovať vplyv technických zmien, monitorovať implementáciu, automatizovať generovanie reportov, čo pomôže odhaliť chyby skôr, ako budú mať vplyv na projekt,“ hovorí Selim Köklü, vedúci digitalizácie v spoločnosti Siemens Mobility Turnkey. V budúcnosti môžu prognózy podporované umelou inteligenciou a simulované v digitálnom dvojčati poskytnúť ďalšie perspektívy riadenia projektu.

Výrobná linka

Unilever, svetový výrobca produktov osobnej starostlivosti, často potrebuje testovať a vyrábať nové fľaše na nové alebo aktualizované produkty – často s rôznym dizajnom pre rôzne trhy. Zmena výrobných liniek s cieľom prispôsobiť sa týmto novým typom fliaš je však časovo náročná a nákladná, najmä pri testovaní malých sérií. Využitím digitálnych dvojčiat nových produktov a strojov dokáže Unilever rýchlo identifikovať potrebné úpravy dielov a vyrobiť ich pomocou 3D tlače v priebehu niekoľkých hodín. To výrazne urýchlilo proces, skrátilo čas uvedenia produktu na trh z deviatich mesiacov na päť mesiacov a zároveň znížilo kapitálové výdavky o 70 %.

Mesto

Aplikácia Smart City, vyvinutá spoločnosťou Siemens pre výstavu Expo 2020 v Dubaji, bola navrhnutá na monitorovanie a prevádzku sieťovo prepojenej a digitalizovanej lokality Dubai Expo, ktorá zahŕňa viac ako 130 budov. Aplikácia je založená na digitálnom dvojčati s údajmi v reálnom čase. Aplikácia Smart City zbierala, monitorovala, korelovala a analyzovala údaje o energii, spotrebe vody a kvalite vzduchu, napríklad zo snímačov na viac ako 200 000 dátových bodoch, pričom údaje sprístupňovala v reálnom čase. Používatelia aplikácie sa tiež mohli virtuálne prejsť po areáli Expo a navštíviť prepojené oblasti v prostredí virtuálnej/rozšírenej reality.

Transformácia skúseností: vplyv a hodnota metaverza

Je jasné, že priemyselné metaverzum pretvorí ekonomiku. Rovnako ako internet, aj ono zásadne zmení každodennú skúsenosť ľudí na celom svete. Očakáva sa, že priemyselné metaverzum výrazne ovplyvní to, ako vnímame fyzické prostredie, ako pracujeme a ako naše aktivity ovplyvňujú planétu.

Zlepšovanie ľudského prostredia

V roku 2022 predstavili Mapy Google funkciu Immersive View, ktorá integruje miliardy zobrazení ulíc a leteckých snímok a vytvára tak vizuálne digitálne dvojča sveta. Vďaka pokroku v oblasti počítačového videnia a umelej inteligencie poskytuje Immersive View používateľom viacrozmerný pohľad na oblasť, ako je mesto alebo populárna pamiatka, spolu s ďalšími podrobnosťami vrátane aktualizácie počasia a dopravy, ktoré menia používateľský zážitok z fyzického sveta. Pokrok v priemyselnom metaverze ovplyvnia dokonca aj ulice, po ktorých kráčame, a verejné služby, od ktorých sme závislí. Developerský projekt Siemensstadt Square v Berlíne má napríklad za cieľ premeniť uzavretú 76-hektárovú priemyselnú oblasť na futuristickú a uhlíkovo neutrálnu mestskú štvrť do roku 2030. Na monitorovanie a optimalizáciu jej rozvoja a prevádzky zhromažďuje a kombinuje unikátny ekosystém digitálnych dvojčiat statické a dynamické údaje o otvorenom priestranstve, budovách, infraštruktúre, energii a doprave.

Následná integrácia digitálnych dvojčiat tejto lokality do pohlcujúceho metaverza spôsobí, že tieto údaje budú pre používateľov intuitívnejšie prístupné a vytvorí sa prostredie spolupráce, ktoré rozširuje fyzický priestor, ako ho poznáme. „Dátové modely sú nevyhnutným základom riešenia ekologických a ekonomických výziev miest v súčasnosti aj v budúcnosti,“ hovorí Stefan Kögl, generálny riaditeľ Siemensstadt Square. „Digitálne dvojčatá sú chrbtovou kosťou na dosiahnutie tohto cieľa, zatiaľ čo metaverzum urobí toto množstvo prekrývajúcich sa údajov transparentnými a použiteľnými v reálnom čase. To nám ponúkne rozšírenú spoluprácu za hranicami priestoru, ktoré si dnes ani nevieme predstaviť.“

Vytvorenie pracoviska budúcnosti

Možnosti, ktoré metaverzum ponúka, môžu zmeniť skúsenosti zákazníkov. Nie sme ďaleko od chvíle, keď si zákazníci budú môcť vybrať a kúpiť auto návštevou virtuálneho showroomu, pričom nákup, skúšobnú jazdu, výber funkcií a financovanie urobia bez toho, aby opustili svoj domov. Okrem virtuálnych predajní áut však metaverzum pretvorí aj naše pracoviská. Pandémia COVID-19 vyvolala veľký posun v práci zamestnancov popularizáciou webových konferencií a premenou obyvateľov kancelárií na vzdialených pracovníkov. Otázkou však zostáva, ako prinútiť ľudí, aby virtuálne spolupracovali, aby mohli mať skutočne pohlcujúce zážitky bez toho, aby museli cestovať. Bude to jedna z kľúčových zmien, ktoré prináša metaverzum – ľudia spolupracujú oveľa užšie, ale bez toho, aby museli nevyhnutne cestovať. Okrem toho priemyselné metaverzum rozšíri skupinu pracovných činností, ktoré možno vykonávať odkiaľkoľvek, čím sa ďalej oddelí zamestnanie od geografie a vytvorí sa možnosť práce z domu pre povolania, ktoré v súčasnosti vyžadujú osobnú interakciu alebo fyzickú infraštruktúru. Priemyselné metaverzum zároveň zmení proces rozhodovania firiem o tom, kde postaviť novú prevádzku.

Bezpečnosť na pracovisku sa tiež zásadne zmení: predstavte si školenie technikov v oblasti údržby nebezpečných strojov alebo pomoci tímu v prevádzke pri riešení potenciálne život ohrozujúcich problémov v bezpečnom a pohlcujúcom digitálnom svete. Detekcia potenciálneho nebezpečenstva, napríklad požiaru alebo zranenia, je tiež intuitívnejšia, keď môžete skutočne vidieť a zažiť prostredie. Metaverzum bude pôdou na experimenty. Spoločnosti musia ukázať, že skutočne dokážu niečo urobiť bezpečne predtým, ako umiestnia vysokozdvižný vozík do skladu alebo postavia autonómne vozidlo na cestu.

Matthias Ziegler, výkonný riaditeľ technologických inovácií v Accenture, hovorí, že schopnosť týchto digitálnych svetov zachytiť osobnú povahu fyzických interakcií bude zásadnou vlastnosťou. „Ak sa pohybujete v miestnosti a počujete blízku osobu, ako aj to, či je za vami alebo pred vami, vytvára to oveľa pohlcujúcejší zážitok, ktorý dáva ľuďom návod potrebný na rozvoj dôvery, takže prirodzenejšie interagujú vo virtuálnom prostredí,“ hovorí.

„Informácie sú náhradou za plytvanie fyzickými zdrojmi.“

Michael Grieves,
výkonný riaditeľ a hlavný vedecký pracovník,
Digital Twin Institute

Sledovanie udržateľnosti

Energeticky efektívne metaverzum využívajúce obnoviteľné zdroje bude mať potenciál urýchliť prechod k udržateľnosti tým, že spoločnostiam umožní využívať silu údajov. Digitálne dvojčatá môžu oveľa viac zvýšiť efektívnosť stavebných projektov z hľadiska zdrojov, a to počas procesu výstavby aj počas životnosti budovy.

Zhromažďovaním údajov vygenerovaných v digitálnom svete a vykonaním štrukturálnych zmien digitálneho dvojčaťa výrobnej prevádzky na základe týchto informácií môže podnik napríklad ušetriť zdroje a materiály, čím sa minimalizuje vplyv prevádzky na životné prostredie ešte pred začatím jej výstavby. Výrobcovia môžu tiež integrovať údaje medzi inžinieringom, výrobou a službami v reálnom čase, aby prevádzky fungovali efektívnejšie a udržateľnejšie.

„Informácie sú náhradou za plytvanie fyzickými zdrojmi,“ hovorí Michael Grieves, výkonný riaditeľ a hlavný vedecký pracovník Inštitútu digitálnych dvojčiat. Digitálne svety môžu viesť ľudí k optimálnemu využívaniu fyzických zdrojov a tiež katalyzovať ďalší posun smerom k dematerializácii nahradením bývalých fyzických produktov digitálnymi objektmi alebo službami.

Spotrebitelia môžu zvýšiť svoj vlastný príspevok k udržateľnosti testovaním a overovaním produktov a služieb, ktoré si chcú kúpiť v digitálnom svete – ak nie ich úplným nahradením digitálnymi ekvivalentmi. Kým si niečo kúpia, môžu si to skontrolovať a zistiť, či to pre nich bude skutočne fungovať. Spoločnosť ako celok potom bude oveľa efektívnejšia a bude menej odpadu.

Zdroj: The emergent industrial metaverse. MIT Technology Review Insights. [online]. Publikované 29. 3. 2023. 

Literatúra

[1] Pankaj, J. – Neha, M. – Vitika, V.: Digital Twin Market: Global Opportunity Analysis and Industry Forecast, 2021 – 2030. Allied Market Research, July 2022.

[2] Velosa, A. – Middleton, P.: Emerging Technologies: Revenue Opportunity Projection of Digital Twins. Gartner, Inc., February 16, 2022.

[3] Velosa, A.: Emerging Tech: Venture Capital Growth Insights for Digital Twins. Gartner, Inc., September 21, 2022.

[4] Bacry, J.: What Is the Industrial Metaverse? Capgemini, February 6, 2023.

[5] OECD Environmental Outlook to 2050: The Consequences of Inaction – Key Facts and Figures. OECD Environmental Outlook, Organisation for Economic Co-operation and Development, April 5, 2001.

[6] Bentley, S. – Murdzhev, T.: Accelerating sustainability with virtual twins. Accenture, January 26, 2021.

-tog-