Kakšna je razlika med simulacijo in digitalnim dvojčkom?
13.09.2018
Digitalni modeli izdelkov in okolja se uporabljajo v različnih aplikacijah in razvojnih potekih dela. Koliko se digitalni model izdelka lahko približa realnemu izdelku je zelo odvisno od potreb in zmožnosti. Digitalni model produkta lahko uporabimo v obliki digitalnega dvojčka kot tudi v simulacijah, s katerimi lahko napovedujemo, kako se bo izdelek obnašal v svojem realnem okolju.
CAD (computer-aided design) model izdelka je risba fizičnega izdelka, ki opisuje, kako izdelek izgleda in se običajno uporablja za opis, kako bi izgledal v realnosti. To je lahko tudi 2D ali 3D arhitekturni model stavbe ali velikega izdelka, kot je npr. avtomobil. CAD model vsebuje vse dimenzije in morebitne opise materialov, ki sestavljajo izdelek.
Digitalni dvojček je CAD model izdelka, ki ima poleg dimenzij in popisanih materialov tudi najnovejše podatke o senzorjih in ostalih kontrolnih modulih, ki so na fizičnem izdelku. Digitalni dvojček se pogosto uporablja pri pregledu procesa in upravljanju življenjskega ciklusa izdelka (PLM). Modelu ni treba natančno posnemati fizične naprave - dovolj je, da je orisano, kako se izdelek obnaša v svoji okolici (sem spada tudi interakcija z drugimi morebitnimi izdelki svojimi digitalnimi dvojčki).
Digitalni modeli izdelkov, ki se uporabljajo v simulacijah, imajo pogosto enake podatke o senzorjih in kontrolah digitalnega dvojčka, vendar so informacije generirane in manipulirane kot del simulacije. Simulacija lahko predvideva, kaj bi se lahko zgodilo v resničnem svetu, ne pa kaj se trenutno dogaja. Digitalni dvojček potemtakem orisuje trenutno stanje fizičnega izdelka v svojem okolju, simulacija pa predvideva, kako bi se izdelek obnašal v prihodnosti, če spreminjamo njegovo okolje.
Digitalni dvojček je izhodišče za simulacijski model izdelka, ki ekstrapolira, kako bi sistem deloval v prihodnosti. Stopnja natančnosti teh simulacij se lahko razlikujejo glede na izvedbo simulacije in glede na to, kakršne vrste rezultatov so zaželene. Na primer, digitalni dvojček plinskega motorja lahko preprosto sledi porabi materiala, izhodni moči in izhodni toploti, ne pa dejanskemu premiku sestavnih delov v motorju. Ta raven simulacije je lahko zadostna za preverjanje delovanja vozila pri uporabi takega motorja.
Po drugi strani, če želeni rezultati vključujejo, kako trpežen je določen del v motorju, mora biti raven podrobnosti glede motorja večja. Prav tako bo simulacija samo-vozečega avtomobila morda morala poznati izhodne in kontrolne značilnosti motorja, ne pa tudi podrobnosti v motorju.
Programska oprema, ki vsebuje CAD modele, digitalne dvojčke in simulacijske modele izdelka, poveže življenjski cikel izdelka od ideje do njegove končne uporabe. Na primer, za ustvarjanje digitalnega modela se lahko uporabi CAD risarski paket, nato pa bi sistem za nadzor procesov uporabil ta model kot osnovo za digitalni dvojček. Ta programska oprema lahko vzpostavi povezavo med senzorji digitalnih dvojčkov in kontrolami s tistimi v realnem svetu.
Bolj kot je digitalni model izdelka in njegovo okolje opisano, bolj natančno lahko orišemo obnašanje fizičnega izdelka. Digitalni dvojček je na primer uporabljen v simulaciji, ki ima dodane lastnosti, da je mogoča fizična simulacija. To bi lahko vključevalo podrobnosti o navideznih materialih, ki se uporabljajo v modelu izdelka in okolici, kar bi simulacijski programski opremi omogočilo ponoviti, kako bo model reagiral v realnosti.
Vsak digitalni dvojček lahko vsebuje različno natančne modele, ki se med seboj razlikujejo glede na to, kako zelo so podobni fizičnemu izdelku in njegovemu obnašanju in odzivanju na okolico. Digitalni modeli imajo lahko različne namene, en fizični izdelek ima lahko več digitalnih modelov, ki imajo osnovne karakteristike fizičnega modela, razlikujejo se pa v namenu uporabe - nekateri se uporabljajo samo za opis trenutnega statusa fizičnega izdelka, drugi pa kot del simulacije večjega sistema/izdelka, ki obstaja samo v digitalni obliki in še nima dvojčka v realnosti.