Cyfrowy bliźniak (Digital Twin) to nowoczesna technologia, która rewolucjonizuje przemysł 4.0. Opierając się na modelowaniu matematycznym, sztucznej inteligencji i Internecie Rzeczy (IoT), pozwala na optymalizację procesów produkcyjnych, zmniejszenie kosztów oraz zwiększenie efektywności operacyjnej.

W niniejszym artykule przyjrzymy się, czym jest cyfrowy bliźniak, jakie korzyści niesie jego wdrożenie oraz jakie są koszty implementacji w firmach produkcyjnych.

Czym jest cyfrowy bliźniak?

Cyfrowy bliźniak to precyzyjny wirtualny model rzeczywistego obiektu, maszyny, procesu lub systemu, który odwzorowuje jego zachowanie w czasie rzeczywistym. Jego funkcjonowanie opiera się na trzech kluczowych składnikach:

1. Fizycznym obiekcie (maszyna, linia produkcyjna, produkt),

2. Cyfrowym modelu (wirtualnej reprezentacji tego obiektu),

3. Dwustronnej komunikacji między nimi za pomocą czujników IoT i zaawansowanej analityki danych.

Cyfrowe bliźniaki mogą być budowane na dwa sposoby:

– Modele fizyczne – bazujące na danych geometrycznych, właściwościach materiałowych i technologicznych.

– Modele oparte na sztucznej inteligencji – wykorzystujące algorytmy uczenia maszynowego do analizy i prognozowania zachowań systemu.

Zastosowania cyfrowych bliźniaków w przemyśle

Technologia ta znajduje zastosowanie w wielu obszarach przemysłowych:

– Optymalizacja produkcji – symulowanie procesów pozwala na ich optymalizację bez konieczności ingerencji w rzeczywiste maszyny.

– Predykcyjne utrzymanie ruchu – analiza danych w czasie rzeczywistym umożliwia przewidywanie awarii i planowanie konserwacji.

– Testowanie prototypów – możliwość sprawdzania różnych wariantów produktu przed jego fizycznym wdrożeniem.

– Szkolenia dla operatorów – wirtualne modele umożliwiają przeprowadzanie realistycznych szkoleń dla pracowników obsługujących maszyny.

Przykłady dostawców technologii Digital Twin

Na rynku istnieje wielu dostawców rozwiązań Digital Twin. Do najważniejszych należą:

• Dassault Systèmes (3DEXPERIENCE) – platforma do tworzenia cyfrowych bliźniaków w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i produkcyjnym.
• Microsoft Azure Digital Twins – usługa chmurowa umożliwiająca modelowanie rzeczywistych środowisk i procesów.
• Siemens (platforma Siemens Xcelerator) – kompleksowe narzędzie do projektowania, symulacji i analizy danych.
• GE Digital (Predix) – system przeznaczony do analizy i optymalizacji procesów produkcyjnych.

Koszty wdrożenia cyfrowych bliźniaków

Koszt wdrożenia technologii Digital Twin zależy od wielu czynników, takich jak skala przedsięwzięcia, wymagania analityczne oraz stopień integracji z istniejącymi systemami. Przykładowe koszty to:

– Małe zakłady produkcyjne: od 50 000 – 250 000 PLN (lokalne systemy monitoringu i analizy danych).

– Średnie i duże fabryki: od 500 000 – 5 000 000 PLN (zaawansowane systemy predykcyjne i symulacyjne).

– Branże wysokozaawansowane (np. lotnictwo, motoryzacja): od 5 000 000 – 50 000 000 PLN.