Στο σημερινό περιβάλλον της διεθνούς επιχειρηματικής ανταγωνιστικότητας, η αξιοποίηση των digital twins μπορεί να αποφέρει πολλαπλά οφέλη στις επιχειρήσεις, προσφέροντας τη δυνατότητα δοκιμής πολλαπλών λύσεων σε τεχνικά προβλήματα, και οδηγώντας στην εύρεση μιας ιδανικής φόρμουλας, την οποία μια εταιρεία μπορεί να προσαρμόσει αναλόγως τις ανάγκες της.

Τα τελευταία χρόνια, το ενδιαφέρον για την τεχνολογία των digital twins, δηλαδή των ψηφιακών αναπαραστάσεων φυσικών αντικειμένων, διαδικασιών ή και ολόκληρων συστημάτων, έχει εκτοξευτεί σε παγκόσμιο επίπεδο. Ο ρόλος τους στις αλυσίδες εφοδιασμού δείχνει να γίνεται ολοένα και πιο σημαντικός, ενώ οι νέες προοπτικές για τη χρήση τους στα συστήματα παραγωγής, στις μηχανές κ.λπ., αποτελούν θέμα συζήτησης στα meeting των σύγχρονων βιομηχανικών κολοσσών.
Η μελέτη Technology Vision εντόπισε πέρσι 5 αναδυόμενες τάσεις τις οποίες θα πρέπει να λάβουν υπόψη οι εταιρείες τα επόμενα τρία χρόνια, προκειμένου να επιταχύνουν και να επιτύχουν την αλλαγή σε όλους τους τομείς της επιχείρησης τους. Μία από αυτές είναι τα Digital Twins. Οι ηγέτες δημιουργούν έξυπνα digital twins για να αναπαραστήσουν μοντέλα εργοστασίων, αλυσίδων εφοδιασμού, κύκλου ζωής προϊόντων και πολλά άλλα. Ο συνδυασμός δεδομένων και ευφυίας για την αναπαράσταση του φυσικού κόσμου στον ψηφιακό θα ξεκλειδώσει νέες ευκαιρίες για συνεργασία και καινοτομία.

Το 65% των στελεχών αναμένει ότι η επένδυση της επιχείρησής τους σε έξυπνα digital twins θα αυξηθεί τα επόμενα τρία χρόνια.
O Αλέξης Νικολαΐδης, Associate Advisor, Τομέας Βιομηχανίας, Ανάπτυξης, Δικτύων & Περιφερειακής Πολιτικής, ΣΕΒ, όπως σημείωσε στο περιοδικό netweek, θεωρεί ότι τα Digital Twins, μπορούν να αποτελέσουν game changer για μια σύγχρονη επιχείρηση, βοηθώντας την να εντοπίσει τάσεις στην παραγωγή στο φυσικό κόσμο και να προχωρήσει σε βέλτιστες προσαρμογές, κάτι που θα ήταν πολύ δύσκολο να επιτευχθεί χωρίς τα εργαλεία αυτά.
Σχετικά με το αν υπάρχουν επιχειρήσεις–μέλη του ΣΕΒ, οι οποίες έχουν ήδη υιοθετήσει και εφαρμόζουν στην καθημερινή πρακτική τους λύσεις Digital Twins, ο κ. Νικολαίδης σημειώνει το εξής: «έχουμε εντοπίσει παραδείγματα εφαρμογών σε μεγάλους βιομηχανικούς ομίλους, οι οποίοι αρχικά ανέπτυξαν πιλοτικά μοντέλα και στη συνέχεια προχώρησαν σε πλήρη εφαρμογή, σε κλάδους όπως αλουμίνιο, τσιμέντο, μεταλλικές κατασκευές, χαλκός, ενέργεια και καύσιμα». Σύμφωνα με τον ίδιο, θα ήταν ευχής έργον, τα παραδείγματα αυτά να αποτελέσουν βέλτιστες πρακτικές και να υιοθετηθούν και από μικρότερες εταιρίες σε όλη την επικράτεια, και φυσικά να διαδοθούν στο σύνολο του επιχειρηματικού κόσμου. Με τον τρόπο αυτό, θα ενισχυθεί η διείσδυση των τεχνολογιών αιχμής και θα μειωθεί η απόκλιση από τις ευρωπαϊκές χώρες, όσον αφορά την ψηφιακή και τεχνολογική ωριμότητα, ζήτημα το οποίο έχουν αναδείξει οι μελέτες του ΣΕΒ.

Αξιοσημείωτες πρακτικές
Το Digital Twin, λοιπόν, είναι ένα ακριβές ψηφιακό αντίγραφο ενός πραγματικού project. Προσφέρει ορισμένα σημαντικά πλεονεκτήματα όπως η απομακρυσμένη διαχείριση της εγκατάστασης, η ανάλυση και η βελτιστοποίηση της παραγωγικότητας της εγκατάστασης και η αποτροπή σφαλμάτων πριν από τη θέση σε λειτουργία. Υπάρχουν δύο πλευρές στο Digital Twin, η μία σχετίζεται με την πραγματική σχεδίαση της μηχανικής και η άλλη σχετίζεται με το σύστημα ελέγχου, στο οποίο συγκλίνουν διάφορες τεχνολογίες όπως η εικονική πραγματικότητα, η επαυξημένη πραγματικότητα και το Internet of Things (IoT) ή το Machine Learning.

Σύμφωνα με το Forbes, oι επιχειρήσεις σε όλο τον κόσμο επιδιώκουν να αναπτύξουν digital twins σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, από το μηχανολογικό σχεδιασμό πολύπλοκου εξοπλισμού και τρισδιάστατων περιβαλλόντων εμβύθισης έως την ψηφιακή γεωργία. Ωστόσο, μέχρι σήμερα, οι εφαρμογές ήταν ιδιαίτερα προσαρμοσμένες και προσβάσιμες μόνο για περιπτώσεις χρήσης υψηλής αξίας, όπως η λειτουργία κινητήρων αεριωθούμενων αεροσκαφών, βιομηχανικών εγκαταστάσεων και σταθμών παραγωγής ενέργειας. Τώρα κορυφαίες εταιρείες τεχνολογίας, εργάζονται σκληρά για να μειώσουν το κόστος και να απλοποιήσουν την ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας, καθιστώντας την πιο προσιτή για όλα τα είδη και μεγέθη εταιρειών, για να δημιουργήσουν τα δικά τους digital twins.

Μερικές πρωτοποριακές εφαρμογές της τεχνολογίας έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια, τα οποία βοηθούν να διευρυνθούν τα όρια του εφικτού στους τομείς της επιστήμης, της ιατρικής, της μηχανικής, της φαρμακευτικής, και πολλούς άλλους. Για παράδειγμα, η χαλύβδινη γέφυρα 12 μέτρων που διασχίζει το κανάλι Oudezijds Achterburgwal στο κέντρο του Άμστερνταμ είναι αξιοσημείωτη λόγω του γεγονότος ότι είναι η πρώτη πεζογέφυρα που κατασκευάστηκε εξ ολοκλήρου μέσω τρισδιάστατης εκτύπωσης. Είναι επίσης μοναδική λόγω του γεγονότος ότι έχει το δικό της digital twin. Ένα δίκτυο αισθητήρων είναι τοποθετημένο σε όλη την κατασκευή στο πλαίσιο ενός έργου υπό την καθοδήγηση του Ινστιτούτου Turing. Αυτοί οι αισθητήρες συγκεντρώνουν δεδομένα που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή του διδύμου, τα οποία μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για την ανάλυση της απόδοσης της δομής, καθώς υφίσταται πίεση κατά την καθημερινή χρήση. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό, δεδομένου ότι πρόκειται για την πρώτη γέφυρα που κατασκευάζεται ποτέ με τη χρήση αυτής της τεχνολογίας, και περισσότερα δεδομένα σχετικά με την ασφάλεια και την αντοχή των τρισδιάστατα εκτυπωμένων δομών είναι ζωτικής σημασίας εάν πρόκειται να γίνει ένα κύριο εργαλείο μηχανικής στο μέλλον.
Ένα άλλο παράδειγμα, αφορά στην Tesla, η οποία δημιουργεί μια ψηφιακή προσομοίωση κάθε ενός από τα αυτοκίνητά της, χρησιμοποιώντας δεδομένα που συλλέγονται από αισθητήρες στα οχήματα και μεταφορτώνονται στο cloud. Αυτά επιτρέπουν στους αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης της εταιρείας να καθορίζουν πού είναι πιο πιθανό να εμφανιστούν βλάβες και δυσλειτουργίες και να ελαχιστοποιούν την ανάγκη των ιδιοκτητών να μεταφέρουν τα αυτοκίνητά τους σε σταθμούς σέρβις για επισκευές και συντήρηση. Αυτό μειώνει το κόστος για την εταιρεία όσον αφορά στη συντήρηση των αυτοκινήτων που βρίσκονται υπό εγγύηση και βελτιώνει την εμπειρία των χρηστών, οδηγώντας σε πιο ικανοποιημένους πελάτες και σε μεγαλύτερες πιθανότητες να κερδίσουν επαναλαμβανόμενες δουλειές.
Ακολουθούν πρακτικές υιοθέτησης της τεχνολογίες στις βιομηχανικές επιχειρήσεις.

Arkhon: Yιοθέτηση digital twins με απτά οφέλη
Τα digital twins και οι υπολογιστικές προσομοιώσεις αποτελούν ένα σημαντικό εργαλείο για την μελέτη, ανάπτυξη, βελτιστοποίηση και πιστοποίηση των προϊόντων. Ο Βασίλειος Ζαχαρόπουλος, Γενικός Διευθυντής της Arkhon Panel AE, μιλώντας στο INDUSTRY newsletter και στην Μαριλένα Καραβασίλογλου, εξηγεί τους λόγους που η εταιρεία έλαβε τη στρατηγική απόφαση να επενδύσει στην υιοθέτηση της τεχνολογίας ψηφιακών διδύμων.

«Εμπιστευθήκαμε την πλατφόρμα CAD/CAE (Computer Aided Design/Engineering) SIMCENTER της Siemens. Έτσι λοιπόν και στο κομμάτι του 2D/3D σχεδιασμού με πολύ-φυσικές προσομοιώσεις (multi-physics simulations) για την προετοιμασία ψηφιακών διδύμων (Digital Twins), τα εργαλεία είναι εξαιρετικά. Οι τεχνικές δυνατότητες του λογισμικού, οι καθετοποιημένες λύσεις σε βιομηχανικά προβλήματα, το γραφικό περιβάλλον, η ευχρηστία, η συνεργασιμότητα με άλλα λογισμικά, η τεχνική υποστήριξή και η παρεχόμενη εκπαίδευση ήταν κάποιοι από τους βασικούς λόγους στην επιλογή της πλατφόρμας SIMCENTER έναντι άλλων ανταγωνιστικών», σημειώνει ο κ. Ζαχαρόπουλος.
Όντας μια εταιρεία με παραγωγή προϊόντων χάλυβα υψηλής ποιότητας για τον κατασκευαστικό τομέα, βασικοί τομείς χρήσης της συγκεκριμένης ψηφιακής τεχνολογίας στην παραγωγή της Arkhon είναι: ο σχεδιασμός καινοτόμων προϊόντων, η βελτιστοποίηση των ήδη παραγόμενων προϊόντων (π.χ. Μετάδοση Θερμότητας και αντοχή υλικών), η βελτίωση της παραγωγικής διαδικασίας, ο ποιοτικός έλεγχος και η συνεχιζόμενη έρευνα και ανάπτυξη και τέλος η πιστοποίηση των προϊόντων.

«Το γεγονός ότι μπορούμε να αναπτύξουμε τα προϊόντα μας χρησιμοποιώντας το “Simulation-driven product development”, δηλαδή να προσομοιώσουμε στον υπολογιστή το πώς θα συμπεριφερθεί κάποιο υπάρχον προϊόν μας ή κάποιο που είναι υπό ανάπτυξη, υπό συγκεκριμένες συνθήκες (π.χ επιβαλλόμενο φορτίο, περιβαλλοντικές συνθήκες, κτλ.) χωρίς να κάνουμε πραγματικές δοκιμές, είναι επαναστατικό. Σε συνδυασμό μάλιστα με το πιστοποιημένο εργαστήριο δοκιμών που διαθέτει η εταιρεία, οι μηχανικοί μας καταφέρνουν να γεφυρώσουν δύο κόσμους: Αυτόν των προσομοιώσεων μέσα από το ψηφιακό περιβάλλον των Η/Υ και τον πραγματικό κόσμο των εργαστηριακών δοκιμών.

Η μεγαλύτερη επιτυχία είναι το ότι τα αποτελέσματα των μοντέλων προσομοίωσης επικυρώνονται από τις πραγματικές δοκιμές, δίνοντάς μας την σιγουριά και την αυτοπεποίθηση για τη περαιτέρω χρήση των Ψηφιακών Διδύμων», λέει ο κ. Ζαχαρόπουλος. Σύμφωνα με τον ίδιο, στο κομμάτι της τεχνικής υποστήριξης, κάθε προσωποποιημένο αίτημα για την χρήση των προϊόντων της εταιρείας, μπορεί να απαντηθεί εντός λίγων λεπτών με ακρίβεια, μέσα από μοντέλα προσομοίωσης. Τέλος, πολλά από τα προϊόντα της Arkhon έχουν πιστοποιηθεί κατά τα αντίστοιχα Ευρωπαϊκά πρότυπα με τη χρήση αποκλειστικά ψηφιακών διδύμων, αντί για τον παραδοσιακό, χρονοβόρο τρόπο των εργαστηριακών δοκιμών.
Όσον αφορά στις προκλήσεις που αντιμετώπισε η εταιρεία κατά την υιοθέτηση των ψηφιακών διδύμων, ο κ. Ζαχαρόπουλος σημειώνει ότι «πρόκληση ήταν η υπερπροσπάθεια και ο χρόνος που χρειάστηκε για να θεωρήσουμε αποδεκτά τα αποτελέσματα των ψηφιακών προσομοιώσεων. Χρειάστηκαν πάρα πολλές επαναλαμβανόμενες αντιστοιχίσεις πραγματικών και ψηφιακών δοκιμών. Παρόλα αυτά πιστεύω πως καταφέραμε σε σχετικά γρήγορο διάστημα να εντάξουμε τα ψηφιακά δίδυμα στην καθημερινότητά μας. Χρειάστηκε να βρούμε τα κατάλληλα εργαλεία, τους κατάλληλους συνεργάτες και να εκπαιδευτούμε όλοι μας αναπτύσσοντας τις εσωτερικές διαδικασίες».

Corinth Pipeworks S.A.: Εφαρμογή τεχνολογίας Digital Twin στον Κλάδο Κατασκευής Χαλύβδινων Σωλήνων
Η τεχνολογία Digital Twin είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την 4η Βιομηχανική Επανάσταση και τον ψηφιακό μετασχηματισμό της βαριάς βιομηχανίας. Στο πλαίσιο της Επιχειρησιακής Αριστείας και Συνεχούς Βελτίωσης, η Σωληνουργεία Κορίνθου Α.Ε. ένταξε την συγκεκριμένη τεχνολογία στις δυνατότητες των Μονάδων Ευθείας Ραφής (HFIW 26”) και Βυθιζόμενου Τόξου (LSAW).
Οι στόχοι της συγκεκριμένης επένδυσης είναι η απόκτηση πολύτιμης τεχνογνωσίας σε cutting-edge τεχνολογία, η αύξηση ανταγωνιστικότητας μέσω βελτιστοποίησης σύνθετων διεργασιών ως προς την παραγωγικότητα, το λειτουργικό κόστος (OPEX) και το ανθρώπινο δυναμικό και η η ενίσχυση της λήψης αποφάσεων και της εταιρικής στρατηγικής.
Όσον αφορά στη Μονάδα Ευθείας Ραφής (HFIW 26”), η διαδικασία επικύρωσης βασίστηκε σε μία προσφάτως ολοκληρωμένη παραγγελία με στόχο το σύνολο των πραγματικών (actual) δεδομένων να είναι διαθέσιμο. Τα πραγματικά δεδομένα συλλέχθηκαν ανά πόστο/ μηχάνημα με την χρήση του καταγραφικού συστήματος Evocon. Επιπρόσθετα, η αξιοπιστία του μοντέλου υπολογίστηκε σύμφωνα με το συνολικό αριθμό παραχθέντων προϊόντων. Η διαδικασία επικύρωσης που αναφέρθηκε νωρίτερα, εφαρμόστηκε και για την Μονάδα Βυθιζόμενου Τόξου (LSAW). Αξίζει να σημειωθεί ότι το εν λόγω έργο βραβεύτηκε με Silver βραβείο στα φετικά Manufacturing Awards.

Εν κατακλείδι, τα digital twins προσφέρουν τη δυνατότητα δοκιμής πολλαπλών λύσεων σε τεχνικά προβλήματα, οδηγώντας στην εύρεση μιας ιδανικής φόρμουλας, την οποία μια εταιρεία μπορεί να προσαρμόσει αναλόγως τις ανάγκες της. Στο προαναφερθέν παράδειγμα της έλλειψης μιας πρώτης ύλης, η επιχείρηση μπορεί να ιχνηλατήσει τις καλύτερες επιλογές της ως προς διάφορες δευτερεύουσες πηγές εφοδιασμού, λαμβάνοντας υπόψη τις επιπτώσεις που θα έχει στο κόστος, την ποιότητα των υπηρεσιών της και τις δυνατότητες ανάκαμψής της, με βάση τις δυνατότητες του ανθρώπινου δυναμικού της.
Η έξυπνη υιοθέτηση μιας προσέγγισης αυτού του τύπου επιτρέπει στους οργανισμούς να ελαχιστοποιήσουν τον αντίκτυπο των προβλημάτων που προκύπτουν, κατανοώντας τα αποτελέσματα που θα έχουν οι αποφάσεις τους όσον αφορά τα λειτουργικά περιθώρια και τους συντελεστές χρήσης των υπηρεσιών τους από το καταναλωτικό κοινό. Η ύπαρξη προεγκατεστημένων πρωταρχικών και δευτερευουσών πηγών προμήθειας των πρώτων υλών μπορούν να καλύπτουν αυτόματα τις περισσότερες έκτακτες ανάγκες τους. Συνοψίζοντας, σε έναν κόσμο που οι αντιξοότητες και οι εκπλήξεις αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της επιχειρηματικής καθημερινότητας, η σωστή εφαρμογή της νέας τεχνολογίας δεν είναι μόνο έξυπνη κίνηση, αλλά και απαραίτητη.