Digital twin – prosessien tehostajana teollisuudessa

4.2.2020

Digital twiniä eli digitaalisia kaksosia yhdistää sensoreista saatavan reaaliaikaisen datan hyödyntäminen fyysisen tuotteen tai prosessin kuvaamiseen sekä digitaalisen kopion luominen sen pohjalta. Mallilla voidaan saavuttaa parempi näkyvyys läpi tuotteen elinkaaren jo suunnittelu- ja kehitysvaiheesta alkaen.

Digitaalinen kaksonen mahdollistaa paremman ymmärryksen suunnitellusta tuotteesta sekä sen valmistuksesta ja toiminnasta loppukäyttökohteessa. Mahdollisten ongelmien ratkaisu tapahtuu nopeammin, kun ongelmat tunnistetaan aiemmin. Tuotteen elinkaarta voidaan ennakoida tarkemmin ja saada toimivampia tuotteita sekä parempaa asiakaspalvelua. Esimerkiksi suihkumoottoreita tai kaivoslaitteita voidaan valvoa ja arvioida näiden kulumista, repeytymiä sekä kuormitusta käyttöolosuhteissa.

Tuotteen elinkaaren hallinnan lisäksi itse valmistusprosessia voidaan hallita ja kehittää digitaalisen kaksosen avulla. Valmistavassa teollisuudessa voidaan sensoreiden avulla tarkkailla lähes reaaliaikaisesti, mitä tehtaassa tapahtuu niin yksittäisen koneen kuin koko tuotantoketjun tasolla. Automaation tuottaman datan lisäksi malliin voidaan tuoda tietoa tehtaan olosuhteista, syötteestä ja laadusta. Tällöin on mahdollista ajan yli havaita muutoksia prosessin tehokkuudessa sekä reagoida nopeasti epäkohtiin, kuten pullonkauloihin ja laatuongelmiin.

Miten päästä alkuun?

• Kehitys kannattaa aloittaa yhdeltä alueelta ja laajentaa toimintaa, kun tuloksia on saavutettu.
• Malliin ei kannata alussa tuoda liian paljoa dataa, koska silloin se helposti hukkuu eri sensorien ja signaalien paljouteen.
• Liian yksinkertaistettu digitaalinen kaksonen ei tarjoa hyötyjä, joten optimaalisen tason määrittely kannattaa tehdä huolella.

Esimerkkitapauksessamme valmistavan teollisuuden asiakkaallamme oli laatuhaasteita tuotteen käyttöolosuhteissa, mistä aiheutui kalliita huoltotöitä ja korkeita takuuvastuita. Asiakkaamme rakensi tuotteestaan digitaalisen jäljennöksen, jossa yhdistettiin dataa tuotteen suunnittelusta ja valmistuksesta. Tällä yhdistelmädatalla pystyttiin tutkimaan tuotannon varianssia, joka vaikutti suoraan tuotteen laatuun. Kokoonpanoprosesssia kehitettiin tulosten perusteella ja hukkatyötä pystyttiin vähentämään 15-20 prosenttia. Tulevaisuudessa asiakkaamme myös yhdistää tuotteen käytön aikaisen datan ja saa näin tuotteelleen digitaalisen profiilin. Sillä voidaan hallita muun muassa tuotteen käytettävyyttä, varaosavarastoja, ennakoivaa huoltotoimintaa sekä tarjottavia palveluja.

Tuoreen tutkimuksen mukaan digitaalisten kaksosten markkina kasvaa pelkästään Yhdysvalloissa 35,8 miljardiin dollariin vuoteen 2025 mennessä. Myös Suomessa kehitys etenee vauhdilla seuraavina vuosina. Vaikkei pitkälle vietyjä ja kokonaisvaltaisia digitaalisia kaksosia olekaan vielä laajasti käytössä, ovat hyödyt selkeitä sekä yritykselle itselleen että sen asiakkaille. Suomalaisille kone- ja laitevalmistajille digitaalinen kaksonen tarjoaa uusia mahdollisuuksia huoltotoimenpiteiden suunnitteluun, tuotekehitykseen ja valmistusprosessien parantamiseen. Täysin nollasta yritysten ei tarvitse aloittaa. Jo nyt useimmista tuotteista löytyy digitaalinen malli. Myös itse tuotteet ja valmistuksessa käytettävä laitteisto on ennestään varustettu monipuolisilla sensoreilla. Tällöin tehtäväksi jää eri datalähteiden nivominen yhteen ja digitaalisen kaksosen rakentaminen sen pohjalta.

Tutustu artikkeleihin

Artikkelissamme ”Industry 4.0 and the digital twin” kerrotaan tarkemmin, mistä aloittaa ja mitkä ovat päävaiheet digitaalisen kaksosen hyödyntämisessä. Asiantuntijamme myös perustelevat, miksi kehittyneet digitaaliset kyvykkyydet ja näihin liittyvien palveluiden laskenut hintataso mahdollistavat nyt hyötyjä entistä pienemmillä investoinneilla ja nopeammalla aikajänteellä. Toinen artikkelimme ”Digital twins – Bridging the physical and digital” käy läpi tuoreimpia trendejä ja teknologioita liittyen digitaalisiin kaksosiin sekä saatuja oppeja jo tehdyistä asiakasprojekteja.

Olethan yhteyksissä, jos aihe herätti ajatuksia ja haluat keskustella lisää!

Tuukka Löytynoja
Liikkeenjohdon konsultti
tuukka.loytynoja@deloitte.fi
+358 (0)40 1590 203

Mika Järvensivu
Partner, Energy, Resources and Industrials
mika.jarvensivu@deloitte.fi
+358 (0)40 7725 889