Även om digitala tvillingar har använts länge inom svensk industri finns det mycket spännande som har hänt utvecklingsmässigt den senaste tiden. I denna artikel ger vi en introduktion till några olika digitala tvillingar, hur de kan användas och vilka nyttor de tillför inom en modern produktionsverksamhet.

Vad är en digital tvilling?

Det finns flera olika typer av digitala tvillingar. Det som är gemensamt är att de ur någon aspekt är en virtuell modell av en maskin, process, produktionslinje, byggnad etc. Mer konkreta exempel kommer beskrivas nedan.

Varför ska man använda digitala tvillingar?

Mycket av nyttan med digitala tvillingar är att kvalitetssäkra arbetet samt själva anläggningen. Med andra ord, att ha bra ordning och reda på produktionsanläggningen. Det medför också att man kan göra både underhåll och konstruktion betydligt mer effektivt, då man har en bättre överblick på vad man utgår ifrån.

Vad finns det för olika typer av digitala tvillingar?

Det finns många olika sorter av digitala tvillingar som man kan kategorisera eller dela upp på olika sätt. I denna artikel kommer vi inte att diskutera tvillingar kopplade till själva produkten. Istället fokuserar vi på de digitala tvillingar som berör produktionsanläggningen och produktionen:

  1. 3D-modell av anläggningen – en virtuell modell av hela anläggningen i 3D-format som underlättar planering, underhåll, utbildning och framtidsutveckling.
  2. Drift & simulering – speglar produktionsprocesserna och möjliggör utveckling och test av ändringar och ny driftsättning.
  3. Anläggningsinformation – central databas för all teknisk anläggningsinformation för att effektivisera underhållsarbete och öka anläggningens upptid.
  4. Produktionsprestanda – visar produktionens effektivitet och utfall i realtid och möjliggör analys av historisk produktionsinformation.

1. Digitala tvillingar för ANLÄGGNINGEN som 3D-MODELL

I allmänhet är dessa modeller skapade antingen i CAD under projekteringen eller vid inskanning av befintlig anläggning. Utvecklingen har kommit långt och blivit bättre med inskannade 3D-modeller där man använder laserskanning, vilket är en metod som använts under en relativt lång tid. Tekniken är nu mogen och mer kostnadseffektiv. En trendande teknik som använts de senaste åren är fotometri, där man med en mängd fotografier bygger upp en 3D-modell. Denna metod är enkel och ses idag som Business as usual ute på produktionsanläggningarna.

Vad är nyttan med en 3D-modell av en anläggning?

  • Att bekanta sig med anläggningen innan man fysiskt är på plats. Även exempelvis vid någon form av distansarbete.
  • Att kunna söka på enskilda objekt och se dess exakta placering.
  • Att förenkla arbetsprocessen, där det är farligt att gå ut i anläggningen, svårt att komma åt anläggningen på grund av fysiskt långt avstånd, eller i exempelvis läkemedelsfabriker med renrum där man helst inte ska befinna sig.
  • Att få en förståelse inför till exempel underhållsåtgärder för hur anläggningen ser ut.
  • Att planera utrymningsvägar och annat säkerhetsrelaterat.
  • Att veta om det finns svängrum vid demontering av en maskin på plats och få ut till exempel alla axlar.
  • Att simulera vissa underhållsåtgärder. Detta gäller framför allt i anläggningar där det är dyrt och svårt att komma åt, till exempel en oljeplattform.
  • Att simulera nödsituationer för underhållspersonal och driftpersonal utan att förstöra anläggningen på riktigt.
  • Att inneha en bas/underlag för framtida ombyggnad.

2. Digitala tvillingar för DRIFT och SIMULERING

Digital tvilling för drift och simulering skapar verkligen reellt värde tillsammans med automationssystem, exempelvis är det då möjligt att testa sitt automationssystem mot en simulerad verklighet innan en driftsättning eller systemändring. Detta kan göras på olika nivåer, allt från att man endast använder sig utav att exempelvis öppna/stänga ventiler, till att man kopplar på dynamisk simulering, för att se hur olika medier reagerar i en reaktor. Detta gör man för att få ner driftsättningstiden när man ska implementera exempelvis processförändringar i sin anläggning samt vid kvalitetssäkring av dem.

Man kan också få med andra vinningar på köpet, som till exempel att operatörer som ska köra en anläggning tryggt och säkert kan öva med simulerade testkörningar. När fabriken sedan ska starta på riktigt är operatörerna redan inkörda på hur systemet och processen fungerar samt att driftfall som sällan inträffar kan simuleras så att operatörer vänjer sig med sådana situationer.

3. Digitala tvillingar för ANLÄGGNINGSINFORMATION

Det finns en enorm mängd teknisk anläggningsinformation. Det är allt från enskilda data som kanske finns i något Excelark på tryck och temperatur, till olika datablad, manualer, instruktioner, reservdelslistor, etcetera. Alla dessa dokument med information är idag ofta utspridda på diverse SharePoints, lokala filer, och kanske till och med någon enskild PC. Att hantera sådan information och data kallas för Data and Dokument Management System (DDMS).

Nyttan av ett Data & Dokument Management System (DDMS)

Ett Data and Dokument Management System (DDMS) sparar framför allt mycket tid. Idag lägger underhållspersonal mycket tid på att leta och verifiera information inför varje underhållsåtgärd för att dokument finns utspridda på olika platser, enskilda data finns på flera ställen och när man då väl hittar några olika dokument så kan de visa olika.

Förutom att spara tid, kan man med ett DDMS lita på sin data. För exempelvis en läkemedelsfabrik är det viktigt inför inspektioner från myndigheter att snabbt kunna ta fram önskad information. Informationen blir dessutom ett bra grundunderlag inför om- och tillbyggnader. Någonting som blir ännu mer aktuellt är inför avvecklingar och potentiell återanvändning av vissa komponenter som trenden går mer och mer mot, som en del av det hållbara samhället.

Det som händer just nu är att man dessutom går in i mobila lösningar så att man kommer åt sin information både på surfplatta och telefon när man är ute i anläggningen. Vilken lösning man än väljer så ska den stödja externa parter och företag som är inblandade i drift och underhåll av en anläggning.

4. Digitala tvillingar för PRODUKTIONSPRESTANDA

I en historikserver, Historian, samlas och lagras stora mängder data om hur en specifik process har fungerat genom att samla in all realtidsdata från instrument och maskiner i anläggningen. Informationsdata som lagras kan vara allt från specifika ventillägen, flöden eller temperaturer – alla värden med tillhörande tidsstämpel. Informationsdata finns då tillgänglig när man behöver lyfta ut information för hur tillverkningen av en specifik produkt har gått till, för rapportering eller analys, till exempel en batchrapport.

När denna data finns lagrad på ett och samma ställe under lång tid får man en bra digital bild över hur processen går i en anläggning över tid. Det ges då möjlighet att övervaka och detektera om det är någonting som avviker mot standard och även exempelvis identifiera specifika mönster som kan användas för prediktivt underhåll.

Sammanfattning:

Det finns olika typer av digitala tvillingar som kan vara till nytta för anläggningens process, drift, utveckling, samt underhåll. All tillgänglig information kan bli hanterad via ett Data & Dokument Management System (DDMS). 3D-modellen avbildar anläggningen. Tillsammans och var för sig skapar dessa digitala tvillingar reellt värde.

Vill du veta mer, lyssna gärna på vår Podd! Avsnitt #4 handlar specifikt om Introduktion till digitala tvillingar inom SMART Manufacturing.

PRATA MED
EN EXPERT

Robert Velén
Senior Specialist Consultant
Tel: +46 (0)72-521 69 31
robert.velen@plantvision.se

Ta reda på hur vi kan hjälpa Er organisation att uppnå Era mål.