Mis on digitaalne kaksik ja kuidas võiks see erineda täna kasutusel olevate programmide seast?

Digitaalne kaksik on midagi enamat, kui täna rakenduses olevad 3D mudelid. Lühidalt kirjeldades, tuleb selle väärtus esile just andmete kujutamises kolmemõõtmeliselt ja targalt. Näiteks võib sellest olla kasu, kui sinu visioon on luua digitaalne jalajälg toote arendusest ja disainist kuni selle reaalse tootmiseni – digitaalse kaksiku tehnoloogiline lahendus on võimaline kuvama ja juhtima reaalajas toimuvaid protsesse, lisaks sellele looma järelvaadatava mudeli aset võetud sündmustest. Kasulikuks muudab lahenduse see, et 3D kaksiku tarkusi on võimalik rakendada isegi teenuste puhul või muudes tegevusvaldkondades, kus see esmapilgul tundub võimatu. Maa-ameti loonud 3D kaardirakendus kogu Eesti on hoonetest on digitaalse kaksiku üks vormidest. Tänu andmete analüüsimisele ja visualiseerimisele on võimalik paremini mõista tootega või teenusega seotud protsesse ja etappe, tuvastada ja võrrelda erineva väärtusega tegevusi ning ideid ning arendad välja koguni uusi ärimudeleid.

Digitaalne kaksik on justkui sild füüsilise ja virtuaalse maailma vahel. Tegemist on ühe digitaliseerimise tahuga, mida on võimalik kirjeldad mitmeti: näiteks võiks see olla süsteemi integreeritud osa, mille eesmärk on pidevalt edastada erinevaid esile kerkivaid vigu ja hetkelist tööseisukorda; samuti võib see olla puhtalt sensoritel põhinev andmete kogumine ja nende töötlemise tarkvara; erinevaid ideid kokkuvõttes on tegemist pidevalt areneva integreeritud süsteemiga, mis kasutab varasemaid ja hetkelisi andmeväärtuseid selleks, et muuta ettevõtte protsesse efektiivsemaks ja anda neist aktiivselt ülevaadet visuaalsel ja interaktiivsel kujul. Traditsioonilistest CADist ja BIM tarkvaradest erineb eelkõige digitaalne kaksik andmete rakendamise ja nendega töötamise poolest.

Klassikaline CAD on eelkõige tugev tööriist tootearenduseks ja tihti on sellega keeruline mitmeid erinevaid suuri elemente omavahel toimima panna, samuti on CADis põhinevad simulatsioonid staatilised ja lähtuvad eelkõige inseneri poolt sisetatud andmetest. Sisuliselt käib sama mõte BIM ehk building information modelling kohta. Sarnaselt CADile ei ole BIM loodud arenema ja muutuma iseseisvalt aja jooksul. Tegemis on eelkõige arhitektile ja konstruktile klassikalise võimalusena tutvuda visuaalselt disaini ja konstruktsiooniga ning samaaegselt veel füüsiliste ja funktsionaalsete aspektidega. Teisalt tuleb märkida, et BIM on pigem mõeldud hoonete ja erinevate füüsilise objektide hindamiseks. Tänapäeval on uute tarkade hoonete projekteerimisel oluline võtta arvesse sellised muutujaid nagu inimesi ja nende käitumist, ruumides aset leidvaid protsesse ja tegevusi ning teisi kategoriseerimata ja pidevalt vahetuvaid tingimusi.

Digitaalse kaksiku võimuses on luua väga elutruu 3D teisik, mis lõpptulemusena suudab anda edasi rohkem targemat infot. Selle eeliseks on rakendad kordades suurema arvutusvõimekust kui tavaline simulatsioon, pakkude sealjuures võimalust teha aktsiivseid parandusi ja arvestada ligilähedaselt reaalajalisi parameetreid. Samuti on arenenud digitaalse kaksiku üheks oluliseks osaks pidev süsteemi täienemine ja parandamine – nii nagu teeb seda näiteks autode tootja Tesla oma autopiloodi tarkvara funktsiooni täpsemaks muutmiseks.

Digitaalse kaksiku tehnilises võimekused on samuti erinevus. Ideaalse tervik tekib, siis kui erinevad
sensorid annavad reaalajas küsitud tagasisidet ja andmeid, mis tänu erinevate süsteemide omavahelisele
integratsioonile edastatakse arvutile analüüsimiseks ning saadud tulemusest arendatakse digitaalne
kaksik, ning kogu tegevus lõppeb erinevate täituritega. Selline süsteem on eesmärk, milleni pikemas
perspektiivis sihtida. Digitaalne kaksik on üks olulisi komponente, et võimaldad sinu tootmist teha nn
pimedaks toomiseks. Ometi on tänapäeval võimalus saada sellest tehnoloogiast juba kasu –
digitaalseks kaksikuks on võimalik arendad sinu ettevõtte protsesse juba olemasolevatele tarkvaradega,
mis jäljendavad samamoodi ligilähedaselt päriselus toimuvat ja võimaldavad viia läbi samasuguseid
muudatusi ja valideerimisi.

Ideaalne digitaalne kaksik ja mida see endas hõlmab

Digitaalset kaksikut pulkadeks võttes paljastub selle mitmekülgne ja keeruline kombinatsioon erinevatest
uutest tehnoloogilistest võimalustest. Soovitud tulemus saavutatakse siiski kahte põhitegevusega.
Esimene etapp on valida välja tehnoloogia ja arendada süsteem, mis hakkab digitaalset kaksikut
andmetega varustama ja suudab olla nn digitaalse kaksiku füüsiline osa.

See osa nõuab olulist kaardistamistööd. Ideaalse digitaalse kaksiku mudeli arhitektuuris esimesel kohal on
erinevate sensorite paigaldamine või nende olemasolu töökeskkonnas. Isegi ajutised seadmed sobivad
hästi. Nende liigitus on pigem tehtava töö järgi – kas ülesanne on koguvad teavet protsessidest ja
füüsilistest tegevustest või keskkonnast ja muude välistest teguritest. Eelkõige on sensorid selleks,
edastada pidevalt tehases või seadmes toimuvas olulist teavet. Sisendina kogutud info tuleks edastada
olemasolevates andmebaasidest, haldustarkvaradesse või muudesse tööks vajalikesse
arvutusprogrammidesse nagu ERP, CAD, MES jne. Sensorite ja programmide omavaheliseks oluliseks lüliks
on hea infovahetus ja seadmete kommunikatsioon, mida tänases tehnoloogia ühiskonnas on võimalik
lahendada ära väga erinevalt.

Esile kerkib digitaalse kaksiku arendamise teine oluline osa. Tähtis on saada aru, millist teavet on tegelikult
tarvis. Selleks tuleb mõista, mis eesmärgiga digitaalset kaksikut ehitatakse: on plaan lihtsalt jälgida
tegevusi või neid ka kontrollida; koguda andmeid analüütikaks ja vigade ennetamiseks; või on plaanis
kasutada digitaalset kaksikut simulatsiooniks ja protsesside parandamiseks. Mida keerukam on lõppprodukt,
seda rohkem on vaja rõhku panna sellel teabele mida kogutakse. Seega ei ole mõtet saata
absoluutselt kõiki töötlemata andmeid pilvesüsteemi või serverisse. Seda eelkõige sellepärast, et kui
korraga on ühises võrgus palju erinevaid seadmeid, mis koguvad suurel hulgal teavet ja seda ka
samaaegselt edastavad, siis ei pruugi võrgu ribalaius nn toorest infot sellisel hulgal korraga läbi lasta ning
arvutil ei pruugi omakorda olla piisavalt jõudlust sellise infohulga kiireks töötlemiseks ja järgmistele
lülidele edastamiseks. Ühtlasi on taoline mahukas ja kontrollimata info edastamine läbi võrgu võimalikuks
turvariskiks, sõltub see võrguloogikast ja selle ülesehitusest.

Selge on see, et kõigega, mida sensorid suudavad koguda ei pruugigi olla midagi peale hakata ja seetõttu
on kulude optimimeerimise eesmärgil mõistlik edastada vaid vajalikke andmeid. Nende probleemide
lahendamiseks on olemas nn edge processing ehk servatöötlus. Lühidalt tähendab see seda, et võimalikult
palju arvutamise ja töötlemise kohustust viiakse suurest tsentraalsest üksusest tööprotsessi piirialadesse
ehk sensoritesse ja seadmetesse, mis andmete kogumisega tegelevad. Selline lahendus on võimalik tänu
Internet of Things ehk asjade interneti kiirele kasvule. Ühe rohkem seadmeid on võimalik ühendad võrku
ning anda neile piisvalt häid tehnilised näitajaid, mis võimaldavad erinevaid arvutusi teostada. Samuti on
seda arengut toetamas 5G ning selle kordades suurem ribalaius ning kiirus.

Peale informatsiooni esmast töötlemist ja edastamist toimub selle analüüsimine ja visualiseerimine.
Arendajad ehitavad täisväärtuslikud mudelid, tabelid ja kasutajaliidesed, et kogutud info lihtsamini
tarbitavaks teha. Sealjuures tuues välja otsitud erinevused digitaalse ja füüsilise maailma vahel, leides
põhjused mingitele probleemidele ja edastades vastused soovitud küsimustele ja hüpoteesidele. Selline
kompositsioon erinevaid platvorme, suurandmeid ja võrguühendusi, seadmeid ning tehnikat võivad
digitaalse kaksiku hinna viia üpris kõrgeks ja nende tööle seadmine aeganõudvaks arendustegevuseks.
Üldiselt astutakse digitaalse kaksiku arendamisel alguses väiksemaid samme ja võetakse ette näiteks ühe
kindla toote või masina monitoorimine. Hilisemaks arendustööks on võimalik liidestada mitu erinevat
digitaalset kaksikut omavahel tervikuks või hakata olemasolevat keerulisemaks ja suuremaks arendama.
Sellepärast 4.0 tööstuslahenduse arendamisega on mõistlik alustada täna ja seda kasvõi väiksel skaalal.
Siinkohal saab Diwid OÜ sulle kasuks olla. Küsi julget meil julgelt, milline on sinu ettevõttele sobiv esimene
digitaalne teisik.

Väärtus ettevõtte töös

Alustades oma teekonda digitaliseerimise valdkonnas kerkib alati õhku küsimus, kuidas on see tegelikult
väärtuslik ettevõttele ja selle ärimudelile. Banaalne vastus on see, et iga ettevõtte puhul on tulemus
erinev. Tegelikult see nii ongi, aga mõistlik on sellegipoolest tutvuda erinevate ettevõtete digitaalse
kaksiku arendamise kogemusega ja tulemusega.

Kategooria

Potentsiaalne väärtus

Kvaliteet

• Teenuse- ja tööprotsessi kvaliteedi parandamine.
• Praagi ennetamine ja tuvastamine (partiisid ja üksikdetaile).
• Jälgi kvaliteedi kõikumist, tuvasta kus ja millal probleem võis alguse
saada.

Protsesside hinnad

• Kiirendab tootearenduse- ning disainimuudatusi.
• Arendab tootmisseadmete tööd ning kasutamist.
• Lihtsustab erinevate protsesside ja operatsioonide optimeerimist.

Tagasivaadatab

• Võimaldab luua digitaalse arvestuse seeriatoodetest ja
toormaterjalidest, et võimaldad toote tagasi kutsumist või
jälgimiskohustuse täitmist.

Uue toote juurutamine

• Vähendab uue toote turule viimise aega.
• Aitab optimeerida uue tootega seotud kulusid.
• Võimaldab tuvastada pikaajalisi komponendivajadusi ja mõjusid
tarneahelale/logistikale.

Tulude kasv

• Tuvastab juba olemasolevate toodete uunedusvõimalusi.
• Arendab efektiivsus ja vähendab kulusid teenuse osutamisel.

Kokkuvõte

Kuidas siis tegelikult digitaalse teisiku arendamisega alustada. Mõned asjad saab ära teha ka iseseivalt.
Eeltöö algab ikkagi visualiseerimisest ja uurimisest. Tasub mõelda, kas olemasolev tootmine ja toode on
piisavalt väärtuslikud, et investeerida virtuaalsesse kaksikusse; kas on selliseid väljakutseid ja selgitamata
probleeme protsessides või toodetes, mille lahendamisega tõuseks väärtus ettevõtja või kliendi jaoks.
Peale esmaste eesmärkide ja lähteprobleemide kaardistamist on mõistlik liikuda edasi etappi, kus tuleb
indentifitseerida ära sobivad operatsioonid, millega alustada ettevõtte digitaalsemaks muutmise
pilootimist. Otsida tasub tegevusi, mille lahendamine kasvatab väärtust. Tähtis on mõista, et esimene
virtuaalne lahendus ei peaks olema keeruline ja süvitsi probleemi lahendav. Tuleb leida projekt, mida
hiljem on võimalik suuremaks ja täpsemaks skaleerida ja selle tarkust terves tööstuse rakendada.
Kindlasti, ei maksa sealjuures karta, et digitaalse kaksiku arendamine on ülimalt kulukas ja isegi võib
tähenda kogu tänase töö ümberehitamist. Meie juures saad endal 3D teisiku, mis täidab ära kõik vajalikud
ülesanded ning on kasulik ka hilisemaks töös.