Цифровое раздвоение заводов еще впереди

Русский бизнес
ЦИФРОВИЗАЦИЯ
«Эксперт» №44 (1095) 29 октября 2018
Использование в промышленности цифровых моделей (двойников) конечных изделий или даже целых заводов приводит к повышению производительности труда. И это дешевле, чем модернизация предприятия, поскольку не требует покупки дорогостоящего оборудования. Однако массового внедрения этих технологий пока не происходит
Цифровое раздвоение заводов еще впереди

Теория и отчасти практика создания цифровых моделей производственных объектов и процессов начала складываться еще полвека назад. Часть оборудования снабжалась датчиками, собирающими информацию о производственных процессах. Так делались попытки создать первые «двойники» заводов. «Мы отсчитываем историю “цифровизации” с 1970-х годов, когда на одном из наших заводов большой мотор “обвязали” датчиками и была построена система удаленного мониторинга», — говорит Илья Юнак, специалист департамента «Цифровое производство» компании «Сименс» в России.

Данные от датчиков, установленных на станках (обычных или с числовым программным управлением, ЧПУ), собирают в большие данные (big data), которые затем анализируются при помощи специального программного обеспечения. На основе этих данных формируются математические модели реальных единиц оборудования и техпроцессов — их сейчас принято называть цифровыми двойниками (или цифровыми эталонными моделями). Далее может быть смоделирован процесс изготовления определенного изделия с заданными характеристиками и свойствами.

«Многие понимают цифровой двойник как твердотельную или геометрическую модель изделия, — говорит Андрей Кутин, директор Института машиностроения и инжиниринга Московского государственного технологического университета «Станкин». — Но это не совсем так. Цифровая модель еще обязательно включает в себя материал, из которого изготовлено изделие, технологические процессы при его изготовлении, методы расчета изделия. Это практически виртуальный образ физического объекта, со всеми характеристиками, которые ему присущи».

Еще в прошлом веке у ученых было понимание, что неплохо было бы оснастить оборудование датчиками и на этой основе строить прогностические модели его работы. Однако тогда не было возможностей правильно обработать полученную информацию. По словам Андрея Кутина, в «Станкине» еще в 1974 году были разработаны системы адаптивного управления станками: «Но только сейчас мы подошли к тому, что можем реализовать это на серийных продуктах. Раньше были только опытные образцы. Не существовало достаточно мощных компьютеров для обработки больших объемов информации». С развитием вычислительной техники появились возможности более качественно использовать статистические данные для создания цифровых моделей.

 

Теневое производство

 

Целей у создания цифровых моделей различных этапов проектирования и производства несколько. Прежде всего можно существенно быстрее выводить продукты на рынок за счет перевода проектирования и инженерных расчетов изделий в «цифру». Таким образом, временные затраты на создание «материальных» моделей и тестовых образцов существенно снижаются. Благодаря цифровым прототипам объектов количество экспериментов можно сократить в десятки раз. Цифровые модели уже обеспечивают 95-процентное соответствие тому, что будет в реальности. «Хотя полностью отказаться от экспериментов мы не можем и никогда не сможем, это вредная иллюзия», — уточняет Илья Юнак.

Если говорить о производстве автомобилей,