Softwarové produkty společnosti Altair mají umožňovat organizacím transformovat jejich produkty, systémy a procesy. Díky funkcím, které kombinují simulaci, vysoce výkonné výpočty (HPC), umělou inteligenci (AI), analýzu dat a možnosti internetu věcí (IoT), mohou týmy navrhovat, sestavovat, testovat, optimalizovat, vyhodnocovat scénáře typu „co kdyby“. Tím podporuje provádění kvalitní prediktivní údržby a tak umožňuje prodloužit zbývající životnost (RUL) svých produktů bez potřeby fyzických prototypů. Díky těmto schopnostem společnosti / organizace mohou technologii digitálního dvojčete aplikovat kdykoli a kdekoli ji potřebují, v jakékoli nebo ve všech fázích životního cyklu. Tedy od předprodukčního koncepčního návrhu až po výkon v provozu.

Digital Twins řešení od společnosti Altair

Altair, společnost zabývající se výpočetní vědou a umělou inteligencí, nabízí svoje otevřené, flexibilní a škálovatelné end-to-end řešení pro digitální dvojčata. Pro ně pak nejnověji oznámila spuštění komplexního technologického řešení. To je navrženo tak, aby poskytovalo vysoce propojené, mezioborové schopnosti, které lze nasadit v různých fázích životního cyklu produktu. „Altair nabízí první komerčně dostupné řešení digitálního dvojčete, které může změnit způsob, jakým lidé a organizace navrhují, vyvíjejí, implementují a vylepšují produkty a procesy,“ řekl Sam Mahalingam, technologický ředitel společnosti Altair. "Do budoucna budeme pokračovat v upevňování naší vedoucí pozice v oblasti digitálních dvojčat, abychom dále podporovali demokratizaci a poskytovali dostupnější řešení digitálních dvojčat."

Podpora v každé fázi výrobního cyklu

Spojení odborných znalostí společnosti Altair v oblasti simulací, vysoce výkonných výpočtů, umělé inteligence, analýzy dat a internetu věcí má společnostem / uživatelům umožnit v budoucnu používat technologii Digital Twin v každé fázi životního cyklu produktu – od konceptu až po uvedení do provozu. Digitální dvojče se tak má stát součástí vícefunkčního celopodnikového přístupu, který podporuje spolupráci a odstraňuje bariéry mezi různými vývojovými i provozními odděleními. Otevřené řešení Altair One Total Twin také představuje první z nabídek, která zákazníkům poskytuje flexibilitu spouštění Altair softwaru na různě řešeném hardwaru – tj. na lokálních PC servech (tzv. On-premise), v cloudu, hybridně (část v lokálním a část v cloudovém režimu) nebo prostřednictvím zařízení typu plug-and-play.

První kroky projektů a fáze vývoje

Nasazení digitálního dvojčete má pomáhat činit spolehlivější rozhodnutí o budoucnosti plánovaných a vyvíjených produktů na základě dat. Podrobné a hloubkové informace, které digitální dvojče poskytuje, umožňují převést empirické poznatky na činy a zlepšit spokojenost zákazníků prostřednictvím zvýšené spolehlivosti produktů a jejich lepšího výkonu. Altair řešení poskytuje stavební bloky digitálního dvojčete, které umožňují propojit různé vývojové disciplíny a řízenou simulaci. Elektroinženýři, specialisté na řízení, systémoví inženýři, konstrukční návrháři, specialisté na dynamiku, výrobní experti, vývojáři softwaru a datoví vědci tak mají k dispozici stále dost novátorský způsob, jak spolupracovat a získat porozumění holistickému systému.

Digitální dvojčata jsou zvláště výkonná pro ověřování budoucích funkcí produktu, zejména v případě, když je ověření fyzického prototypu nerealistické. Někdy je výroba prototypů až příliš drahá, nebo mají fungovat v obtížně replikovatelných prostředích, nebo když vyžadují lidský zásah. V těchto scénářích použití digitálního dvojčete místo fyzického dvojčete může pomoci porozumět chování produktu za podstatně nižší investice a navíc je lze podrobit mnoha dalším experimentům až za hranicemi reálné bezpečnosti. Představují tak nákladově efektivní, bezpečný a přesný způsob, jak otestovat své hypotézy před tím, než se zavážete k výrobě, patentování nebo uvedení na trh.

Předprodukční dvojčata jsou vhodná zejména pro:

• Designový koncept - v předprodukční fázi mohou organizace nasadit specifikované dvojče, které pokrývá specifikace a požadavky, vývoj a simulaci. Tato dvojčata pomáhají týmům navrhovat, analyzovat a optimalizovat výkon v nejranějších fázích životního cyklu systému bez nutnosti drahých prototypů.
• Detailní design - jak systémové koncepty dozrávají do detailních návrhů, mohou organizace nasadit dvojče pro ověřovací studie, predikci výkonu v reálném světě a racionalizovaný vývoj mechatronických produktů. Týmy mohou také konvergovat multifyzikální simulaci s pokročilými funkcemi HPC, AI a datové analýzy v jednotném, soudržném prostředí.

Jak se specifikované dvojité nástroje používají v předvýrobní fázi, pokrývají systémové požadavky, vývoj, ověřování, predikci výkonu, optimalizovaný vývoj mechatronických produktů a další. Tímto způsobem lze systémy a řešení navrhovat, analyzovat a optimalizovat bez drahých fyzických prototypů. Navíc lze multifyzikální simulace sloučit s nejmodernějšími funkcemi HPC, AI a analýzy dat v jednotném prostředí. Mezi specifické nástroje pro předprodukci z nabídky Altair patří například Altair Activate®, Altair® Inspire™, Altair Drive, Altair® HyperWorks®, Altair® PollEx™, Altair® Flux®, Altair Compose®, Altair® Feko®, Altair® PSIM™.

Během výroby a provozu

Ve výrobě digitální dvojčata pak mohou zlepšovat výkon, efektivitu a zbývající životnost již používaných zařízení. Mohou být digitálním oknem do provozu zařízení a linek, protože mohou aplikovat fyziku a strojové učení v reálném čase tak, že lze získat jinak nevyzpytatelné informace o chování a poté je převést přímo do akce. To obvykle snižuje náklady na provoz, zabraňuje zastavení výroby v důsledku katastrofických poruch a prodlužuje životnost jednotlivých aktiv. Integrační platforma digitálního dvojčete Altair je aktuálně jedním z mála produktů pro řešení úplné složitosti provozu zařízení a spojuje poznatky strojového učení s fyzikální simulací.

Produkční dvojčata jsou v oblasti výroby a provozu vhodná pro:

• Postavené systémy - u systémů, které se dostaly do produkční fáze, Altair "As-built Twin" produkt pomáhá týmům vyhodnotit pokročilou dynamiku virtuálního systému v rámci scénářů "what-if", nasadit ROM modelování (Reduced-Order Models), zjišťovat citlivost návrhu a/nebo řešit selhání testů. Organizace také zde mohou těžit ze schopností, které umožňují simulace se smíšenou realitou, které vedou k optimálním návrhům, zejména pokud jde o velmi rozsáhlé struktury nebo situace, které by jinak v reálném světě nebylo možné vyhodnotit. Týmy mohou také vyřešit selhání testu pomocí simulace více těles a ovládacích prvků a vizualizace v reálném čase.
• Zařízení vestavěná ve větších systémech - organizace mohou použít dvojče k vyhodnocení integrovaného softwaru, procesorů a hardwaru zapojených do systémových ovládacích prvků, jakými jsou interakce řízení, ergonomie a virtuální realita. Týmy mohou simulovat realistické a neočekávané události, zlepšovat funkčnost a provozní okna a vytvářet vysoce věrné zobrazení inovací v interaktivních, realistických prostředích.

Řešení produktů Altair rozlišuje fázi výroby dvojčat podle stavu, kdy byla vyrobena a jak byla vyrobena. As-Built Twins produkt umožňuje vyhodnocení rozšířené dynamiky virtuálního systému ve scénářích what-if, vytvoření modelů s omezeným pořadím (ROM), identifikaci citlivosti návrhu a vyřešení vzniklých chyb. As-Manufactured Twins produkt na druhou stranu pomáhá posuzovat integrovaný software, procesory a hardware spojený se systémy, jako jsou interakce s řidičem, ergonomie, ponoření, virtuální realita a další. Obě dvojčata pomáhají společnostem simulovat realistické a neočekávané události, zlepšovat funkčnost a operace a realisticky reprezentovat inovace v interaktivních a realistických prostředích. Odpovídající dvojité nástroje jsou Altair Embed®, Altair® MotionSolve®, Altair® HyperStudy®, Altair® Panopticon™, Design Explorer v rámci Altair® DesignAI™, Vortex® Studio.

System-In-Service Twins

Pro prediktivní analýzu a prediktivní údržbu Altair nabízí nástroje pro trvale udržitelná dvojčata. Produkt "As-sustained Twin" zpracovává prediktivní analýzy a údržbu systémů, které jsou již v provozu. Týmy mohou využívat analýzy datového toku v reálném čase a strojové učení k optimalizaci výkonu systému, poskytování ideálních rutin údržby, spouštění statistik založených na detekci anomálií, určování RUL hodnoty použitelné životnosti systémů (Remaining Useful Life) a další. Tato funkce poskytuje rychlý přehled o stavu systému v reálném čase, což pomáhá organizacím provádět optimální provozní úpravy, aby maximalizovaly životnost systému a předešly poruchám.

Analýza datových toků v reálném čase a strojové učení jsou navrženy tak, aby mimo jiné pomohly určit zbývající životnost systému, získat poznatky založené na detekci anomálií, zlepšit výkon systému nebo vytvořit optimalizované rutiny údržby. Nástroje poskytované společností Altair pro moderní servis systémů se nazývají Altair RapidMiner®, Altair® SmartWorks™, Altair SLC™, Altair® Monarch®, Altair® Knowledge Studio®.

Závěr

Uživatelé produktů digitálních dvojčat mohou také oslovit Altair tým Digital Twin Consulting pro urychlení zavádění digitálních dvojčat v různých odvětvích, jako například v letectví, telekomunikací, bankovnictví, finančních služeb, výroby, energetiky a elektroniky. Například produkty a řešení Altair mají pomoci společnostem předvídat a optimalizovat reálný dojezd bateriově napájených elektrických dopravních prostředků (např. tras elektrických autobusů), analyzovat a optimalizovat výkon dopravních palubních radarových systémů, zlepšovat účinnost větrných turbín, analyzovat úvěrové riziko, monitorovat a odhalovat finanční podvody, provádět normativní optimalizaci výkonu, prediktivní údržbu spotřebních výrobků (např. vyvinout ideální uživatelsky nenáročný kávovar...).

Odkazy:

• Článek "One egg is like the other" na webu HannoverMesse
• Web o Altair Digital Twins - https://www.altair.com/digital-twin

Výrobce Altair představí koncept digitálních dvojčat  také na veletrhu HANNOVER MESSE. 
Veletrh HANNOVER MESSE nabízí ucelený obraz technologických možností pro průmysl dneška i zítřka – od digitalizace složitých výrobních procesů a využití vodíku k provozu celých výrobních zařízení až po použití softwaru k evidenci a snižování emisí CO₂.
www.hannovermesse.de/en/