Digitaalinen kaksonen tarkoittaa yleensä sovellusta, jonka tavoitteena on luoda fyysisestä maailmasta ja sen toiminnasta digitaalinen vastine sekä mahdollistaa ennusteiden tekeminen. Tyypillisesti kohteesta luodaan ensin 3D-malli, jota täydennetään ja päivitetään jatkuvasti todellisesta ympäristöstä kerätyllä datalla. Ensimmäinen digitaalisen kaksosen määritelmä esitettiin 2000-luvun alussa, mutta termi yleistyi laajemmin vasta 2010-luvun puolivälissä teollisuuden digitalisaation vauhdittuessa.
Termin yleistyessä myös sen määritelmät ovat monipuolistuneet. Toisinaan digitaalisella kaksosella tarkoitetaan prosessin visuaalista esitystä, toisinaan taas fyysisen maailman ja sen toiminnan kattavaa digitaalista vastinetta. Digitaalisessa kaksosessa hyödynnettävä data kerätään yleensä antureista tai muista tiedonkeruujärjestelmistä. Tätä dataa käytetään matemaattisten mallien, koneoppimisen ja tekoälyn tuottamien ennusteiden sekä analytiikan perustana. Tietojen visualisointi voi vaihdella yksinkertaisesta Excel-raportista aina näyttäviin 3D- tai hologramminäkymiin, kuten elokuvassa Minority Report.
Digitaalisen kaksosen määritelmä
Käytännössä digitaaliselle kaksoselle on ollut lähes yhtä monta määritelmää kuin sen kehittäjiä ja tarjoajiakin. Tämä hajanaisuus on huomattu myös kansainvälisesti, minkä vuoksi käsitteelle on pyritty luomaan yhteinen määritelmä. Vuoden 2020 lopulla Digital Twin Consortium julkaisi oman määritelmänsä:
”Digitaaliset kaksoset ovat virtuaalisia esityksiä reaalimaailman kohteista ja prosesseista, jotka synkronoituvat toisiinsa määrätyllä aikavälillä ja tarkkuudella.” – Digital Twin Consortium.
Yksinkertaisuudestaan huolimatta määritelmä kuvaa hyvin digitaalisten kaksosten roolia nykypäivän teollisuudessa. Ne ovat ympäristöjä, jotka yhdistävät eri järjestelmistä ja tietolähteistä kerätyn datan yhteen paikkaan ja synkronoivat sen visuaalisesti fyysisen maailman kanssa. Näin käyttäjien on helpompi ymmärtää, miten järjestelmät toimivat ja miten erilaiset tapahtumat tai muutokset vaikuttavat lopputulokseen.
Digitaalisen kaksosen ydin on eri lähteistä kerätyn datan hyödyntäminen ja sen selkeä esittäminen loppukäyttäjälle. Pelkkä tiedon kerääminen ja visualisointi ei kuitenkaan riitä, sillä tietolähteitä ja sovelluksia on runsaasti, eikä yksi ratkaisu sovi kaikkiin käyttötarkoituksiin.
Siksi digitaalinen kaksonen on aina käyttäjän toimintaympäristöön ja tarpeisiin räätälöity ratkaisu. Sen käyttötapaukset perustuvat käyttäjien omaan asiantuntemukseen ja liiketoiminnan todellisiin tarpeisiin.
Genius Core™ -teknologia
Genius Core™ on kehitetty vastaamaan digitaalisten kaksosten tarpeisiin ja mahdollistamaan niiden toteuttaminen erilaisiin käyttökohteisiin. Alusta koostuu kolmesta pääkomponentista, joita voidaan käyttää joko yhdessä tai erikseen digitaalisen kaksosen rakentamiseen. Nämä komponentit ovat visualisointi, datanhallinta ja datankeruu.
Visualisointi
Genius Core™ -alustan visualisointi voidaan aina räätälöidä asiakkaan tarpeiden mukaan. Se voi perustua esimerkiksi tuotantoympäristön yksinkertaistettuun 3D-malliin tai erittäin tarkkaan fysiikkamoottoria hyödyntävään malliin.
Visualisointien kustannustehokas ylläpito onnistuu sisäänrakennetun prosessieditorin avulla. Vaihtoehtoisesti voidaan hyödyntää Genius Conversion™ -työkalua, joka automatisoi suunnittelumallien muuntamisen visualisointiin sopivaan muotoon sekä kerää niistä tarvittavan metadatan.
Datanhallinta
Data Management -komponentti tarjoaa työkalut datan muokkaamiseen, luokitteluun, segmentointiin ja kohdentamiseen visualisointia varten.
Näin käyttöliittymässä voidaan näyttää eri käyttäjäryhmille juuri heidän tarvitsemansa tieto. Käyttäjät näkevät olennaisen datan yhdellä silmäyksellä, mutta samalla käytettävissä ovat myös tarkat raportit ja raakadata tapahtumien syiden selvittämiseksi.
Datanhallinta tarjoaa lisäksi rajapinnat datan välittämiseen muihin järjestelmiin, kuten analytiikkapalveluihin.
Datankeruu
Koska digitaalisen kaksosen tärkeimpiä ominaisuuksia on datan yhdistäminen useista eri lähteistä, erotimme Data Collection -komponentin omaksi kokonaisuudekseen.
Genius Core™ -ympäristössä datayhteydet, tiedonkeruutyökalut ja niiden hallinta toimivat riippumattomasti sekä toisistaan että muista järjestelmistä.
Datankeruun tehtävänä on hakea ja vastaanottaa tarvittava tieto eri järjestelmistä sekä yhdenmukaistaa se datanhallinnan käyttöön.
Tämän ansiosta Genius Core™ ei ole sidottu tiettyyn laitteistoon tai tiedonkeruujärjestelmään, vaan sitä voidaan käyttää lähes minkä tahansa olemassa olevan tai tulevan järjestelmän kanssa.
Aidosti asiakaslähtöinen digitaalinen kaksonen
Process Genius on digitaalisten kaksosten kehittämisen ja käyttöönoton edelläkävijä. Olemme kehittäneet Genius Core™ -teknologian yhdessä asiakkaidemme kanssa vastaamaan heidän digitaalisten kaksostensa erilaisiin tarpeisiin ja käyttötapauksiin.
Jos haluat tietää lisää siitä, miten Genius Core™ voisi tukea juuri sinun organisaatiotasi, ota yhteyttä. Kerromme mielellämme, miksi Process Genius on oikea kumppani digitaalisen kaksosen toteuttamiseen.
UKK
Miten digitaalinen kaksonen toimii?
Digitaalinen kaksonen toimii keräämällä dataa yhdistetyistä järjestelmistä, antureista, koneista ja ohjelmistoalustoista. Tämä data synkronoidaan jatkuvasti digitaalisen mallin kanssa, mikä tarjoaa reaaliaikaisen näkyvyyden operatiiviseen suorituskykyyn ja laitteiden kuntoon.
Mihin digitaalista kaksosta käytetään?
Digitaalisia kaksosia käytetään tuotannon seurantaan, omaisuuden hallintaan, tuotannon optimointiin, ennustavaan kunnossapitoon, energianhallintaan, laadunvalvontaan sekä prosessien kehittämiseen teollisissa ja kaupallisissa toimintaympäristöissä.
Mitä eroa on digitaalisella kaksosella ja simulaatiolla?
Simulaatio mallintaa prosessia ennalta määriteltyjen oletusten pohjalta, kun taas digitaalinen kaksonen vastaanottaa jatkuvasti reaaliaikaista dataa fyysisistä laitteista ja järjestelmistä. Tämän ansiosta digitaalinen kaksonen heijastaa todellisia käyttöolosuhteita ja tarjoaa ajantasaista tietoa toiminnan suorituskyvystä.
Voidaanko digitaalinen kaksonen integroida olemassa oleviin järjestelmiin?
Kyllä. Digitaaliset kaksoset voidaan integroida ERP- ja MES-järjestelmiin, SCADA-järjestelmiin, IoT-laitteisiin, OPC UA -yhteensopiviin laitteisiin, tietokantoihin, API-rajapintoihin sekä rakennusautomaatiojärjestelmiin (BMS). Genius Core™ -alustan kaltaiset ratkaisut yhdistävät nämä datalähteet yhdeksi yhtenäiseksi toimintaympäristöksi.
