Цифровой Двойник (Digital Twin)

Цифровой Двойник в жизненном цикле устройств

Цифровой Двойник применяется на всех стадиях жизненного цикла изделия, включающих в себя разработку, изготовление и эксплуатацию.

 Уже на этапе эскизного проектирования с использованием ANSYS Simplorer возможно создание вариаций системной модели разрабатываемого изделия для оценки и выбора из различных версий технических решений. Далее на этапе технического проектирования, полученная на предыдущем этапе модель может дорабатываться и уточняться при помощи более точных системных моделей элементов, которые в свою очередь могут быть получены посредством численного моделирования в других пакетах ANSYS, возможна интеграция встроенного ПО и Интерфейсов управления и многое другое. Данная многофизичная точная системная модель позволяет учесть и оптимизировать взаимодействие всех элементов с учетом режимов работы и воздействий окружающей среды.

На этапе изготовления, разработанная системная модель (которая уже может называться Цифровым Двойником изделия) поможет в определение требуемых допусков, точностей изготовления для соблюдения характеристик и безотказной работы изделия в течении всего срока службы, а также позволит быстро выявить причины неисправностей в процессе тестирования.

При переходе к этапу эксплуатации изделия, Модель Цифрового Двойника может быть доработана и использована для реализации обратной связи с разработкой и изготовлением изделий, диагностикой и прогнозированием неисправностей, повышением эффективности работы, перекалибровки, выявления новых потребностей потребителя.

Важным аспектом успешного применения Цифровых Двойников является то, что разработка устройств и систем должна вестись с учетом данной концепции, что позволит существенно повлиять на построение бизнес-процессов предприятия и создание новых сервисов услуг.

Обслуживание по фактическому состоянию

На сегодняшний день при эксплуатации оборудования различают три основные стратегии управления его технического обслуживания и ремонта (ТОиР):

• техническое обслуживание по событию (ТОС) или реактивное обслуживание;
• планово-предупредительный ремонт (ППР);
• обслуживание по фактическому состоянию (ОФС).

Техническое обслуживание по событию предполагает замену вышедших из строя деталей по факту их поломки, что зачастую увеличивает стоимость ремонта и время вынужденного простоя при проведении работ.

Планово-предупредительный ремонт является наиболее распространенным на сегодняшний день видом технического обслуживания и подразумевает замену деталей через определенные временные интервалы, которые определяются с помощью расчета среднестатистического времени наработки на отказ.

Наиболее передовым видом ТО является обслуживание по фактическому состоянию. Оно подразумевает устранение отказов оборудования путем интерактивной оценки технического состояния оборудования по совокупности данных поступающих с его датчиков и определения оптимальных сроков проведения ремонтных работ.

По данным Министерства энергетики США ключевые показатели эффективности при применении ОФС могут достигать следующих показателей:

• Расходы на техническое обслуживание, -25%.
• Устранение аварий, -70%.
• Незапланированный простой, -35%.
• Производительность, + 20%.

Цифровой Двойник является одним из инструментов ОФС, который позволяет промоделировать различные варианты полных и частичных отказов, работу устройств с учетом режимов их работы, воздействий окружающей среды и различной степенью износа деталей.