15.04.2021 12:27
Аналитика.
Просмотров всего: 15370; сегодня: 1.

ГК «ПЛМ Урал»: зачем нужны цифровые двойники?

ГК «ПЛМ Урал»: зачем нужны цифровые двойники?

Одним из главных мировых трендов цифровизации промышленности является создание цифровых двойников, которые позволяют увидеть продукт, услугу или работу производства еще на этапе планирования. О появлении виртуальных прототипов и эффективности их применения на практике в компании ГК «ПЛМ Урал» рассказывает директор группы компаний Владимир Власов.

«Цифровой двойник появился как результат развития компьютерных систем инженерных расчетов. Эти результаты использовались конструкторами для проверки своих решений. В начале речь шла о расчетах критичных узлов, но постепенно мы смогли расширить их практически на все процессы, протекающие внутри изделия, включая внутреннее взаимодействие.

Таким образом, объединив все получаемые нами данные в одной среде и соединив их с геометрическими моделями деталей и узлов, мы получили виртуальный образ изделия и возможность моделировать его поведение в разных условиях эксплуатации, проверять на прочность все узлы, отрабатывать режимы работы изделия на критических режимах и так далее.

То, что раньше делалось с реальным прототипом, к примеру, автомобиль разбивался о бетонный блок, теперь можно отследить на мониторе компьютера, не тратя время и деньги на изготовление физического прототипа. А это значит, что, имея цифровую модель, мы можем провести полный комплекс испытаний изделия, не покидая пределы конструкторского бюро. Уже по результатам этих испытаний можно внести корректировки в процессы, исправить ошибки и отладить режимы эксплуатации. Это и называется цифровой прототип, который служит конструкторам.

Далее начинается процесс изготовления реального изделия, которое отправляется к пользователю (заказчику), например, в виде установки турбины гидроэлектростанции. В этот момент встает очередной вопрос: можем ли мы использовать наш цифровой прототип во время эксплуатации изделия, ведь он может показать то, что происходит в месте, не всегда нам доступном? Например, какой-то датчик демонстрирует незапланированное повышение температуры или вибрацию на объекте, а прототип моделирует эту ситуацию и подсказывает нам, что происходит. На деле оказывается, что использование цифрового двойника в процессе эксплуатации сопровождается рядом сложностей.

Первая проблема заключается в том, что такой цифровой двойник требует больших вычислительных ресурсов. На начальном этапе мы использовали сложные программы конечно-элементного анализа, требующие часов, дней и даже недель, отведенных на расчеты. Пока мы конструировали изделие, у нас не было ограничений по времени, но в период эксплуатации мы не обладаем столькими временными запасами на получение конечных результатов. Чтобы удовлетворить требованиям быстрого отклика нам предстоит преобразовывать сложные модели прототипа в более простые быстродействующие модели.

Еще одна сложность — изменение состояния изделия в процессе его эксплуатации. Если прототип подразумевает идеальное состояние выпущенного продукта, то в реальности происходит износ деталей изделия и их замена, поэтому для каждого экземпляра готовятся индивидуальные математические модели под фактические параметры. Например, в случае износа подшипников нужно закладывать вероятность роста зазора в соединении.

Наконец, третьей особенностью создания и использования цифрового двойника в процессе эксплуатации является интерфейс пользователя. Если инженерные расчеты для конструктора проводят квалифицированные инженеры-расчетчики, владеющие технологиями построения моделей, то оператор, той же турбины, не обладает такой квалификацией. Это значит, что для него необходимо разработать достаточно простой и понятный интерфейс, который позволит оператору контролировать процесс моделирования.

Таким образом, упростив виртуальные модели, настроив их под фактические параметры, создав интерфейс пользователя и объединив этот программный комплекс через датчики с конкретным физическим объектом, мы получаем готового и эффективного цифрового двойника.

Что он изменит и какую пользу принесет? Прежде всего — более полный контроль всех процессов, происходящих в ходе эксплуатации изделия. Например, цифровой двойник сможет отслеживать ситуацию даже в тех местах, где невозможно установить датчики. И это важно, главным образом, для сложных промышленных объектов, чтобы исключить катастрофические последствия, связанные с риском возникновения аварий.

Еще одна практическая ценность цифровых двойников заключается в переходе от планового обслуживания, когда замена узлов ведется по фиксированному графику, к обслуживанию по результатам полученных данных о фактическом состоянии изделия. Это, в свою очередь, позволит сэкономить время и ресурсы.

Цифровой двойник, в конечном счете, позволяет предприятиям проигрывать разные ситуации, моделировать критические режимы эксплуатации и предсказывать поведение изделия в нестандартных условиях. А это значит, работать на опережение и предупреждать риски», — говорит директор ГК «ПЛМ Урал» Владимир Власов.

Тематические сайты: Промышленность, Цифровая трансформация
Сайты стран: Россия

Ньюсмейкер: ПЛМ Урал — 15 публикаций
Поделиться:

Интересно:

Одежда и обувь крестьян на Руси
25.11.2024 15:09 Аналитика
Одежда и обувь крестьян на Руси
В старину одежда и обувь не были так доступны, как сегодня. Их делали вручную, что было не так уж и просто. Что носили крестьяне во времена, когда не существовало торговых центров, из чего и как делали обувь и одежду, что такое понёва и армяк? Как носили лапти Лапти – это символ крестьянства на...
550 лет «Хождению за три моря»
25.11.2024 11:58 Аналитика
550 лет «Хождению за три моря»
Индия – сказочное пространство для русского средневекового человека. Такие произведения древнерусской литературы как «Сказание об Индийском царстве», «Повесть о Варлааме и Иоасафе», «Сказание о брахманах» говорят о романтизации и мифологизации этого далекого края. Об интересе к Индии...
Денежная реформа Петра I
25.11.2024 11:03 Аналитика
Денежная реформа Петра I
На рубеже XVII–XVIII столетий Россия вступила в новую эпоху, вошедшую в историографию как петровские реформы. Преобразования эти, охватившие практически все стороны жизни российского общества, вызывали, да и вызывают до сих пор, противоречивую оценку не только современников Петра I, но и их...
Бессмертный подвиг донских и запорожских казаков: Азовское сидение
25.11.2024 10:52 Аналитика
Бессмертный подвиг донских и запорожских казаков: Азовское сидение
21 апреля (1 мая) 1637 года отряды донских и запорожских казаков во главе с атаманом Михаилом Ивановичем Татариновым блокировали турецкую крепость Азов (гарнизон до 4 тыс. человек при 200 орудиях) и после двухмесячной осады 18 (28) июня штурмом взяли вражескую крепость. После этого они удерживали...
Модели одежды бренда Misha’Le дизайнера Елены Мишаковой на МКММ 2024
24.11.2024 15:48 Мероприятия
Модели одежды бренда Misha’Le дизайнера Елены Мишаковой на МКММ 2024
Обработаны фотоизображения моделей новой коллекции одежды Дизайнерского дома Misha’Le Елены Мишакковой представленные на Международном конкурсе молодых дизайнеров в Москве в ноябре 2024 года.МКММ - Международный социально значимый проект в российской fashion-индустрии, цель которого найти...