Digikaksonen tuo selkeitä säästöjä myös teollisuusympäristössä

Elektroniikkateollisuudessa on hyödynnetty jo pitkään digitaalista mallinnusta ja testausta. Viime vuosina digitaalinen kaksonen on saanut jalansijaa rakennusteollisuudesta ja hiljalleen sen hyödyille on alettu herätä myös valmistavassa teollisuudessa.

Digitaalisen kaksosen ideaa tarkalla mallintamisella ja simulaatiolla on hyödynnetty esimerkiksi elektroniikkateollisuudessa pian parikymmentä vuotta. Rakennusala löysi tiensä niiden pariin viime vuosikymmenen lopulla, mutta muualla vauhti on ollut vaisumpi.

Käänne on kuitenkin käsillä, sillä nyt digikaksosista on alkanut kiinnostua myös perinteinen valmistava teollisuus.

Ohjelmisto- ja teknologiatoimittaja Schneider Electric Finlandin Offer Manager Heikki Hietanen löytää kasvavalle suosiolle selkeitä syitä. Digitaalinen kaksonen tehostaa ja helpottaa koneiden ja tuotantolinjojen rakentamista. Se mahdollistaa myös virtuaalisen testaamisen ja käyttöönoton.

– Näin taklataan investointiin liittyviä teknisiä riskejä ja säästetään euroja. Kun kaikki on kokeiltu virtuaalisesti jo etukäteen, saadaan myös oikeat laitteet ja linjastot nopeammin käyttökuntoon, Hietanen tiivistää.

Digikaksosella välttää kalliit virheet

Digitaaliset kaksosia on toki pyöritelty valmistavassa teollisuudessa jo aiemminkin. Useimmiten niitä on hyödynnetty myyntimateriaaleissa, kun asiakkaille on esitelty vaikkapa tulevan laitoksen toimintaa ja tuotantoa.

 Asiantuntijan mielestä nyt on kuitenkin aika valjastaa virtuaalimallit aidosti suunnittelu- ja testikäyttöön.

– Etenkin mekaniikkaan liittyvät virheet ovat kalliita, jos ne huomataan vasta linjastojen kokoamisvaiheessa. Ja vielä kalliimmaksi ne käyvät, mikäli ollaan jo käyttöönottotestauksissa tai koeajoissa, Hietanen lisää.

Esimerkkinä hän mainitsee tilanteen, jossa uuden pakkauslinjan mekaniikka ei toimi odotetulla tavalla tai se istuu huonosti paikalleen. Pahimmassa tapauksessa edessä ovat linjaston purku- ja suunnittelutyöt, jonka jälkeen on odoteltava viikkokausia uusia komponentteja. Samalla pettävät paitsi aikataulut myös budjetit.

– Fysiikkaa simuloivalla digikaksosella voi taklata lähes kaikki käyttöön, käytettävyyteen ja toimintaan liittyvät riskit. Ohjelmistolisenssin hinta kuittaantuu useimmiten jo yhdestä sen avulla havaitusta puutteesta, Hietanen tiivistää.

Vanhan kansanviisauden mukaan se, mikä toimii paperilla, ei välttämättä toimi reaalimaailmassa. Digitaalisessa maailmassa tämäkin lause muokkaantuu nyt uuteen uskoon.

– Jos jokin ratkaisu ei toimi digitaalisessa kaksosessa, se ei toimi muutenkaan, Hietanen vakuuttaa. 

Entistä monipuolisempi suunnittelutyökalu

Miltä sitten näyttää digitalisoituvan teollisuuden tulevaisuus?

Heikki Hietasen mukaan teollisuuslaitoksia ja linjastoja suunnitellaan ja rakennetaan edelleen myös perinteisin menetelmin. Digikaksonen kuitenkin levittäytyy jatkossa alati uusille sovellusaloille. Samalla sitä opitaan hyödyntämään tuotannon ja tuotekehityksen lisäksi myös kunnossapidossa ja huollossa.

– Digitaalisen kaksosen avulla voidaan tehdä simulaatioita ja kartoittaa investointitarpeita, jos esimerkiksi tuotantosuuntaa pitää muuttaa. Sillä on tärkeä rooli myös tuotannon optimoinnissa. Näin parannetaan tehokkuutta, vähennetään hukkaa ja säästetään resursseja, Hietanen listaa.

Huoltotöissä digikaksosesta on helppo paikallistaa työkohteita ja tarkistaa sähköisestä tietopankista, mitä siellä on viimeksi tehty. Samalla päästään askeleittain entistä ennakoivampaan kunnossapitoon.

– Tulevaisuudessa kappaleita voidaan työstää ensin virtuaalisesti
tai seurata putkistoissa olevien kaasujen ja nesteiden käyttäytymistä prosessin eri vaiheissa, Hietanen sanoo.

Entä tekoäly? Milloin digikaksonen alkaa rakentua näyttöruudulle yhdellä puhekäskyllä?

– Siihen menee vielä aikaa, sillä tekoälyn kouluttamiseen tarvittava data on pitkälti yritysten omissa suljetuissa lähteissä. Jonakin päivänä sekin voi vielä toteutua.

Digitaalinen kaksonen ohjelmistopalveluna

• Schneider Electricin EcoStruxure Machine Expert Twin -sovellus luo laitteesta tarkan, fysiikkaa simuloivan digitaalisen mallin.
• Tehostaa koneiden rakentamista digitoimalla siihen liittyvät prosessit. Virtuaalinen sovellus tehostaa suunnitteluprosesseja, parantaa laatua ja lyhentää laitteen käyttöönottoaikaa jopa 60 prosenttia. 
• Mahdollistaa virtuaalisen testauksen ja käyttöönoton sekä lyhentää tehdasvastaanottotestejä (FAT). 
• Digitaalista kaksosta voi hyödyntää laitteen käytössä ja ylläpidossa koko sen elinkaaren ajan.

Schneider Electric Finland

• Toimii Suomessa 20 paikkakunnalla ja työllistää noin 500 henkilöä
• Ranskalainen Schneider Electric -konserni toimii 120 maassa
• Toimittaa teknologiaa, tuotteita ja palveluja mm. koteihin, kiinteistöihin, datakeskuksiin, infrarakentamiseen sekä teollisuuslaitoksiin.
• Vastuullisin yritys vuonna 2021 (Corporate Knights Global 100-indeksi)

Teksti: Timo Sormunen