Wirtualne bliźniaki pomagają w zrównoważonym projektowaniu

Wirtualne bliźniaki pomagają…

Wpływ produktu na środowisko w dużej mierze zależy od decyzji podejmowanych na wczesnych etapach projektowania. Wirtualne prototypowanie pozwala na szybsze iteracje projektowe i zmniejsza potrzebę fizycznych testów, co pozwala na znaczne ograniczenie emisji CO2.

Raport „Kluczowa rola wirtualnych bliźniaków w przyspieszeniu zrównoważonego rozwoju”  przygotowany przez Dassault Systèmes oraz Accenture wskazuje na potencjał technologii wirtualnych bliźniaków, której globalny rynek w 2020 r. osiągnął wartość szacunkową 5,4 mld dolarów, a prognozowany wzrost to 36% CAGR w ciągu kolejnych 5 lat. Oczekuje się, że przyszły wzrost będzie napędzany m.in. przez branżę CPGR (ang. Consumer Packaged Goods and Retail), w której dziś zaledwie 3–5% firm korzysta z technologii wirtualnego bliźniaka.

Technologia wirtualnych bliźniaków pomaga w transformacji ku gospodarce o obiegu zamkniętym – pozwala firmom zmniejszyć koszty, zużycie zasobów i ograniczyć ślad wodny, równocześnie wspierając innowacyjność. Biorąc pod uwagę prognozowany wzrost zastosowania wirtualnych bliźniaków w ciągu kolejnych lat, można się spodziewać że technologia ta odegra znaczącą rolę w transformacji przemysłu ku zrównoważonemu rozwojowi.

Czym są wirtualne bliźniaki?

Za pojęciem „cyfrowy bliźniak” kryje się wirtualna symulacja całych procesów biznesowych. O tym, dlaczego jest to tak ważne, świadczy spojrzenie na rozwój produktu. Potrzeba produkcji zwinnej (agile) i dokonywania równoległego postępu we wszystkich obszarach produkcji sprawia, że nieodzowną częścią procesu rozwoju produktów staje się symulacja. Coraz bardziej złożone wymagania dotyczące produktów i zmieniające się warunki produkcji sprawiają, że firmy potrzebują dziś możliwości przetestowania różnych koncepcji i procesów jeszcze w fazie planowania, czyli zanim zostaną użyte zasoby fizyczne.

Wyobraźmy sobie sytuację, w której projektanci mają możliwość rozszerzenia parametrów symulacji podczas projektowania wirtualnego modelu produktu – zamiast ograniczać się parametrami fizycznymi, mogą teraz wprowadzać dane wejściowe ze świata rzeczywistego, takie jak informacje z czujników i urządzeń IIoT, do modelu wirtualnego, aby stworzyć cyfrową reprezentację rzeczywistego produktu. W ten sposób tworzą różne scenariusze i symulują jego rzeczywiste zachowania.

Wirtualne bliźniaki w branży CPGR

Raport przygotowany przez Dassault Systèmes oraz Accenture wskazuje, że wpływ produktu na środowisko w dużej mierze zależy od decyzji podejmowanych we wczesnych fazach projektowania. Na tym etapie ustalanych jest też 60–85% kosztów związanych z produktem. Istniejące narzędzia wykorzystujące model projektowania ekologicznego cyklu życia produktów zazwyczaj są bardzo złożone i wymagają od projektantów dużego zaangażowania czasowego. Co więcej, mogą one być używane dopiero na etapie dość zaawansowanych prac koncepcyjnych, co ogranicza „menu opcji” dostępnych dla decydentów.

bottle-manufacturing-line-hero-banner

Wirtualne prototypowanie pozwala na szybsze iteracje projektowe i zmniejsza potrzebę fizycznych testów, co pozwala na znaczne ograniczenie emisji CO2. Raport wskazuje, że stosowanie wirtualnych bliźniaków przynosi najwyższe korzyści w obszarach związanych z redukcją kosztów surowców, kosztów rozwoju produktu oraz śladu węglowego.  

Platforma współpracy

Dassault Systèmes już teraz odpowiada na nowe wyzwania branży CPGR, oferując rozwiązania zapewniające klientom branżowym wyjątkowe możliwości zarządzania informacjami i oprogramowanie, które zaspokoi potrzeby związane z zaawansowanym projektowaniem i symulacją.

Filarem tej strategii jest platforma 3DExperience. Dostępna na lokalnym serwerze lub w prywatnej bądź dzielonej chmurze, jest środowiskiem, które wspiera całościowy proces rozwoju produktu od projektu poprzez produkcję i dostawę. Narzędzie to sprawdza się w przypadku organizacji dowolnej wielkości i działa jak kompleksowe źródło informacji, dzięki czemu zespoły mogą bezpiecznie dzielić i wymieniać się danymi w nieograniczony sposób. Zapewnia przy tym wszystkim interesariuszom dostęp do jednej wersji danych, jedynego źródła prawdy (ang. Single Source of Truth) w czasie rzeczywistym. Dzięki temu działy mogą się ze sobą łączyć i współpracować przy różnych projektach, wkładając w proces swój unikalny zestaw umiejętności i doświadczenia. Powstająca w ten sposób komunikacja ułatwia budowanie zespołu i zachęca do oddolnej inwencji.

3DExperience Twin

W ramach platformy 3DExperience firma Dassault Systèmes oferuje m.in. bogate portfolio aplikacji do modelowania 3D oraz aplikacje symulacyjne do tworzenia wirtualnych bliźniaków produktów. 3DExperience Twin, czyli wirtualny bliźniak stworzony za pomocą rozwiązań dostępnych na platformie, pozwala na analizę w świecie wirtualnym różnych czynników wpływających na zachowanie produktu oraz optymalizuje go pod kątem indywidualnych potrzeb klienta. Możliwość tworzenia wirtualnych kopii produktów sprawia, że produkcja jest znacznie bardziej wydajna i zrównoważona. Do minimum zostają bowiem zredukowane fizyczne prototypy, które po zakończeniu pracy nad produktem tracą przydatność. Innymi słowy, technologia wirtualnego bliźniaka pozwala na budowanie pomostu między światem wirtualnym i realnym, którego główne zalety to:

  • niższe koszty
  • szybszy rozwój
  • przyspieszone wprowadzenie produktów na rynek – skrócenie cyklu produkcyjnego  nawet o 50%
  • bezpieczniejsza i oszczędzająca zasoby praca
  • oszczędność zasobów.

Ograniczenie śladu wodnego

Co więcej, scenariusze „wirtualnych bliźniaków” – oparte na oprogramowaniu dostępnym na platformie 3DExperience – są bardzo szczegółowe i pokazują, w jaki sposób można bardziej efektywnie wykorzystywać zasoby wody. System wykorzystuje data intelligence, modelowanie 3D i wizualizację do śledzenia śladu wodnego produktów i usług, od projektowania i inżynierii poprzez produkcję, aż po wycofanie z eksploatacji. Ostatecznie zyskują na tym konsumenci, ponieważ firmy mogą oferować towary i usługi, które zostały zaprojektowane, wyprodukowane i przetransportowane przy użyciu mniejszej ilości wody.


Czytaj więcej:
Platforma 3DEXPERIENCE, oprogramowanie do
 

Platforma 3DEXPERIENCE, oprogramowanie do projektowania 3D, rozwiązania 3D Digital Mock Up i Product Lifecycle Management (PLM)

Polska