hirdetés
hirdetés

Digital twin a hétköznapi helyzetekben

Az dönt majd, mit hajlandó megfizetni a végfelhasználó

A digitális iker szolgáltatásként most robban be az iparba, de a segítségével gyártottak már tényleg bármilyen színben és kinézettel palackozható üdítőt is. Az SAP szakértőjét, Szekeres Zoltánt kérdeztük, aki az ellátási láncok digitalizációját elősegítő megoldások piacra vitelét irányítja.

hirdetés

Szekeres Zoltán (fotó: Gyurkovics Anna)
Szekeres Zoltán (fotó: Gyurkovics Anna)
GyártásTrend: A „digitális iker”, illetve annak közvetlen előzménye, a „virtuális partner” kifejezés először a Helsinki Műszaki Egyetemen íródott le, 2003-ban. A gyökerek megtalálásánál azonban sokkal nehezebb kérdés, hogy valójában ki mit ért ma e szókapcsolat alatt. Kezdhetnénk azzal, hogy ad egy definíciót?

Szekeres Zoltán: A digitális iker, vagy ahogy házon belül mostanában használjuk: digitális ikerpár fogalom arról szól, hogy egy valóságos fizikai objektumot, eszközt vagy rendszert leképezzünk a digitális világban. A fizikai valóság és a digitális tér között pedig az indusztriális vagy ipari IoT-, illetve más fejlett IT-technológiák segítségével képezhető híd.

A digitálisikerpár-megoldások arra valók, hogy egy adott termékről, de akár egy egész rendszerről is, annak környezetéből begyűjtött információkat annak teljes életciklusában fejlesztésre, optimalizálásra tudjunk használni. Már a tervezési fázisban azonnal el lehet kezdeni különböző szimulációk futtatását, így akár már ebben a fázisban, ahol a termék költségeinek 80 százaléka meghatározódik, nagyon fontos információk nyerhetők ezáltal. Ennek köszönhetően pedig befolyásolhatóvá válik a termékfejlesztés során, hogy milyen legyen a termék végső költsége.

GyT.: Feltétele-e a digitális ikerpár fogalomba sorolásnak, hogy valóban létezzen az a fizikai környezet, aminek a digitális párja felhasználható innovációra, modellezésre, hibaelhárításra?

Sz. Z.: Alapvetően igen, mert abból indulunk ki, hogy van egy fizikai valóságában létező rendszer, eszköz, amelynek az adataiból építkezik annak virtuális párja. Hiába lett hatékonyabb például a Forma–1-ben a virtuális szélcsatorna, a szerverfarmokon futó algoritmusokhoz az alapadatokat a fizikai valóságban, az igazi szélcsatornában és a versenypályán rögzített információk, adatok jelentik. Viszont az olyan új technológiáknak köszönhetően, mint a gépi tanulás és a mesterséges intelligencia, extra tudás nyerhető ki a historikusan, akár már rég a rendelkezésünkre álló adatokból. Így tudunk többek között olyan információt előállítani, amely alapján éppen időben (se korábban, se később) végezhető el egy karbantartás. Ez pedig például egy szélturbina működése kapcsán kiemelten lényeges, hiszen ezen múlik, hogy 20 vagy 22 évig lesz-e képes termelésre, miközben minimalizáljuk a felesleges karbantartási költségeket, ugyanakkor szem előtt tartva a biztonságos működést is. Tehát a begyűjthető információk birtokában analizálni lehet, s javaslatokat tenni, amelyek megvalósításával megnövelhető egy ilyen termék életciklusa. Sőt, ha ezeket az információkat be tudjuk kötni a rendszereinkbe, ha így össze tudjuk kötni a folyamatainkkal, olyan üzleti döntéseket lehet hozni, amelyeket nem feltétlenül tud megtenni egy olyan cég vezetője, aki nem ért a karbantartási részhez.

Miközben még mindig, hagyományosan funkcionális területek szerint van felosztva egy cég, és e szervezetek gyakorlatilag silókban dolgoznak, eközben ma már megvan annak a lehetősége, hogy a részterületeket is össze lehessen kötni. A digitális ikerpárba adatokat gyűjtve, és ezeket az egyes folyamatokba becsatornázva, egy egységes adatállományt kapunk, amelyre alapozva a szakterületek – a vállalati összérdeket figyelembe véve – közösen hozhatják meg konszenzusos, de optimális döntéseiket. Ezzel el is érkeztünk az intelligens vállalati működés megteremtésének kérdéséhez. 

GyT.: Mennyire tyúk-tojás történet ez? Úgy értem: az elmélet gyakorlati megvalósításai vagy a gyakorlatból levont, levonható törvényszerűségek, elméletek inkább az építőkövei a digitális iker építményének?

Sz. Z.: A digitális ikerpár témája az ipar 4.0 egyik alapja, és mára minden adott, hogy egy felfutóban lévő trend lehessen. Látni kell e technológia gyökerét is: ez a szenzorok és a lemodellezés, ami tipikusan a gyártás, tervezés, kontroll és vezérlés szakterülete. A szenzortechnológiával kicsit máshogy, de régóta finom programozást kellett-lehetett menedzselni. Az IoT különböző ipari területeken való elterjedése most ezt a lehetőséget terjeszti ki oda, hogy a digitális iker gondolatkör egy divatos „mindset” lett. Az elmélet technológiai megoldásai ma válnak elérhetővé, most nyílik rá mód, hogy e megoldásokat drasztikusan sok területen, sokféle megoldásban munkára fogjuk. Hardveresen és szoftveresen is most jutottunk el egy olyan pontra, hogy nagyon sok ipari terület belépési ingerküszöbét elérte a digitális iker. 

Szekeres Zoltán, az SAP digitalizációs szakértője (fotó: Gyurkovics Anna)
Szekeres Zoltán, az SAP digitalizációs szakértője (fotó: Gyurkovics Anna)

GyT.: Vegyünk egy reptéri példát! Mennyire hétköznapi (és ha nem az, mikorra lesz az?), hogy a reptér viselkedését figyelő rendszer egy repülőgép késése, egy csatlakozás elmulasztása esetére valós időben, a digitális ikerpár segítségével előre lemodellezve úgy reagál a várakozó, gépüket lekéső utasok zónájában, hogy számukra automata kedvezményeket kínál például a kávéautomatánál, fogyasztásra ösztönzi és akciós ajánlatokkal bombázza őket?

Sz. Z.: A digitális ikerpár mindig rendszerek működéséről szól, a példáját pedig ma is megvalósítható, de inkább a custumer experience területhez sorolható esetnek tekinteném, ahol egy véges elemű, nagyon komplex tervezési és ütemezési feladat ellenére is a gépek és az emberi személyzet sok, manuálisan működtetett tényezőjének összességéről van szó. Mi gyakorlatiasan közelítjük meg a digitális ikerpár megoldásokat: tipikusan robotokról, gépekről, szenzoradatokról, okosgépekről gondolkodunk. Ez persze lehet egy repülőgép is. 

GyT.: Értem. Ha a példám nem volt jó, mondana egyet? Egy hétköznapit!

Sz. Z.: A digitális ikerpár építése számára a gyártás vagy a késztermék minőség-ellenőrzése tipikus terület. A digital twinnel látjuk például, hogy a téglagyárban a kemence hőfokingadozása majd milyen arányú és típusú selejtnövekedéshez vezethet, és hogy ezt a helyzetet miként lehetne menteni, a veszteséget minimalizálni.

De hozható példa a mezőgazdaságból is: az, hogy mennyi tojást tojnak a tyúkok, megtervezhető digitálisiker-megoldással, mert a keltetőben szenzorokkal mindent mérni lehet (hőmérsékletet, fénymennyiséget, páratartalmat, mozgást és így tovább), és ha az ebből levont következtetéseket, begyűjtött adatokat integrálni is lehet valamilyen vállalatirányítási szoftverbe, akkor az is megelőlegezhető információvá válik, hogy például mindez mennyi bevételt hozhat az adott évben. Mezőgazdasági járművekhez, terményekhez, a precíziós gazdálkodáshoz és a szó legszorosabb érelmében vett földműveléshez kapcsolódóan épülnek ma a legjobb digitális ikerpárok. Így az ma már nem sci-fi, hanem bárki által elérhető technológia, hogy a talajszenzoros, talajminőség- és mikroklíma-figyelő rendszerek bevonásával tökéletesen optimalizálható és emberi programozás nélkül automatizálható, hogy a permetezőgép, a műtrágyaszóró az adott terület vagy felületszelvényre az ideális mennyiségű adalékanyagot szórja ki. És persze azt is, hogy az adatcsomagok ismeretében „elárulja”, milyen termés várható.

GyT.: Ha mindezt egy huszárvágással a személyre szabott gyártásra vonatkoztatjuk, akkor csak az a kérdés, hogy mikor lesz ez általános szolgáltatás.

Sz. Z.: A hannoveri kiállításon tavaly ősszel kiállítottak egy üdítőgyártó gépet. Egy demonstrációs projekt volt, de azt mutatta meg, hogy a digitális iker és a körülötte feltorlódó IT-technológiák egy ipari rendszer és egy tablet között arra képesek, hogy a fogyasztó maga választhatta ki, hogy milyen üdítőt akar gyártani. Meghatározhatta a palack, a kupak, a címke színét, és persze az üdítőét is. Ez a mass customisation maga. Tartalmilag úgy is le lehet ezt fordítani, hogy a hétköznapi felhasználói és felhasználási területek irányába halad a digital twin. 

GyT.: Igen, de engem az érdekel ennél is jobban, hogy mikorra lehet az általános, hogy egy pályaudvaron a magam igényei szerint gyártom le az üdítőmet.

Sz. Z.: Amikor a piaci igény jelentkezik erre. Mindemellett azt gondolom, hogy valójában kevés dolog gyártódik majd így, ilyen hétköznapi helyszínen és módon. Ez nem jelenti azt, hogy a digital twin nyomai ne lennének már ma is jelen az életünkben. Ha valaki ma vesz egy új német autót, akkor több tucat többdimenziós esztétikai és műszaki konfiguráció között válogathat, ami nagyrészt annak a következménye, hogy a digital twin az összes lehetséges variációt „kitalálta”, kisebb részt meg azért, mert a gyártó némi szolgáltatási felárért bármelyik kombinációt kész összeszerelni. Azt, hogy ez a variabilitás igenis találkozik a tényleges vásárlói elképzelésekkel, a saját bőrünkön is tapasztaljuk: az SAP látszólag homogén autóflottájában valójában aligha van két teljesen egyforma – állandó beszédtémát szolgáltatva a kollégák tapasztalatcseréjéhez.

Fotó: Gyurkovics Anna
Fotó: Gyurkovics Anna

Azzal, hogy ma már haza lehet vinni egy 3D-nyomtatót, a határok persze kitolódnak a hétköznapi használatú személyreszabhatóság irányába, de azért az továbbra is fontos kritérium, hogy mit fog megfizetni a végfelhasználó: azt, hogy egyedi terméket kap, vagy azt, hogy például a belépőmodellt már olcsóbban megveheti, mert a digitális iker a költséghatékonyságon és a tervezési költségen jelentkezik.

GyT.: Hol áll most e kérdésben a költség-haszon csúszka?

Sz. Z.: Mi ökölszabályként használjuk, ha karbantartásról van szó, akkor ezzel a technológiával 8-10 százalékos megtakarítást lehet elérni. Ez egyedi termék esetén jószerével elhanyagolható, ám egy olyan gigaszervezetben, mint a Trenitalia olasz vasúttársaság, az évi több százmillió eurós karbantartási költségből sokat megtakarít azzal, hogy felszenzorozta a szerelvényeit, és ahelyett, hogy azokat idő- vagy futásmennyiség alapján rendelné be kisebb karbantartásokra, a rendszer megmondja, hogy mikor van ténylegesen szükség karbantartásra.

Ugyanez igaz a szélerőműplatformok esetében: a szenzorokkal nyert információkból előre kiolvashatók a leendő anyagfáradási paraméterek, így az alkatrészek életciklusa, a cserék és így a termelésmaximalizálás is előre tervezhető.

Ma az tűnik a legvalószínűbbnek, hogy a határoknak csak a kreativitás szab határt. De abban sem lehetünk biztosak, hogy minden iparágra használható a digitális ipar megoldása, mert ehhez még túl fiatal ez a terület. Az bizonyos, hogy rendre valamilyen kollaborációra fut ki a történet, és aki ebbe nem invesztál, az kimarad a fejlődésből. Ma a gyártóipar számára gyártók, az energiaszektor, az eszközintenzív iparágak, a logisztika és az ellátási láncokra épülő szektorok, valamint minden olyan ágazat esetében, ahol a karbantartás fontos, adja magát az együttműködési kényszer. Ma is kollaborálnak a piaci szereplők, ha nem is mindig optimálisan. Ők azok, akik a digitális iker felé a leghamarabb nyitnak, mert a gépi tanulással, az automatizmusokkal megtámogatva az optimalizáció nagyon hamar megtakarításban ölt testet.

(A cikk eredetileg a GyártásTrend magazin áprilisi számában jelent meg.)

Szabó M. István
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
Cikk[237218] galéria
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés