Digitaalinen kaksonen eli Digital Twin tarkoittaa esimerkiksi tuotantokoneen, kuten satamanosturin virtuaalista kopiota, jota voidaan käyttää, kuten sen oikeaa vastinetta. Tietokoneella tehty 3D-kopio voi toisaalta mallintaa suuriakin kokonaisuuksia, kuten tehdassalia koneineen, tuotantoprosesseineen, järjestelmineen ja työntekijöineen.
LUT-yliopistossa kehitetään MORE SIM -tutkimusalustalla simulointiperusteisia digitaalisia kaksosia teollisuusyritysten kasvun tueksi Digibuzz-hankkeen avulla. Tarkoituksena on mahdollistaa uusia palveluinnovaatioita ja vientiliiketoimintaa suomalaiselle valmistavalle teollisuudelle. Ratkaisujen pohjalta teollisuusyrityksillä on mahdollista luoda palveluliiketoimintaa, joka tukee niiden digitaalista murrosta, kasvua ja kansainvälistymistä.
– Digibuzz-hankkeen avulla on mahdollista etsiä parhaat ratkaisut digitaalisten kaksosten ja 3D-mallinnuksen hyödyntämiseen. Projektissa kehitetään uusia simulaatiopohjaisia tekniikoita ja hyödyntämismalleja LUT:n tutkimusalustan, VTT:n tuotantotalouden ja tekniikan tutkijoiden yhteisvoimin. Digibuzz-projektin tavoitteena on edistää teollista suunnittelua, valmistusta ja käsittelyä, kiteyttää LUT:n professori Juhani Ukko.
Simulointi tuo monia hyötyjä
Simulointimallin on vastattava tarkasti todellisen laitteen tai prosessin toimintaa, jotta tuloksia voidaan hyödyntää päätöksenteossa. Niiden käyttö laitteen tai prosessin ohjauksessa vaatii simuloinnin tuloksen laskemista reaaliajassa – tai nopeammin. Tutkimuksen keskiössä on saada reaaliaikainen simulointimalli vastaamaan todellisen tuotteen käyttäytymistä käytön aikana.
Esimerkiksi metsäkonetta suunnitellessa voidaan havainnoida, minkälainen dynamiikka laitteella on ja miten tietyt muutokset vaikuttavat kokonaisuuteen. Samalla saadaan kokonaiskuva laitteen toiminnasta, käytettävien materiaalien kestävyydestä ja voidaan etsiä mahdollisimman energiatehokkaita toimintatapoja. Suunnittelutyössä syntyy säästöjä, kun koneiden protoversiot voidaan valmistaa virtuaalisesti ja etsiä parhaita yhdistelmiä eri komponenttien, materiaalien ja ajonopeuksien suhteen. Tarkka data edistää toisaalta myyntiä ja markkinointia, kun toiminnallisuus on mahdollista todentaa myös asiakkaalle simuloinnin keinoin.
– Käytännössä digitaalinen kaksonen voi olla yhtä hyvin yksittäisen koneen komponentti kuin vaikkapa kokonainen tehdas, jonka reaaliaikaista toimintaa halutaan simuloida. Digitaaliset kaksoset voivat toimia myös vaikkapa työturvallisuuden tukena, koska simulointimallien avulla voidaan valmistautua paremmin varsinaiseen työympäristöön, jossa voi olla korkeita lämpötiloja, melua ja vaarallisia aineita, toteaa LUT:n tutkija Emil Kurvinen.