Üretimde Dijital Dönüşüm – Digital Twin

Üretimde Digital Twin, fiziksel tesisin dijital modele dönüşmesi sürecidir. Fabrikanın tüm süreç, işletme kuralları ve operasyonel verilerinin bir bütün halde modellenmiş haline Digital Twin denir. Endüstri 4.0 teknolojilerinin gelişmesi ile birlikte Digital Twin kavramı nasıl şekillendi? Birlikte inceleyelim.

Digital Twin Teknolojisi Nedir?

Nesnelerin üzerine yerleştirilmiş sensörlerden gelen veriler kullanılarak fiziksel bir üretimin birebir kopyasının simüle edilmesine Digital Twin teknolojisi denir. Ürünlerin, üretilmeden önce gözle görülür bir hale getirilmesi sürecidir. NASA’nın Apollo 13’teki koşulları analiz etmek istemesi üzerine uygulanan simülasyon ile birlikte Digital Twin kavramı doğmuş oldu. Geçmişten günümüze teknolojinin gelişmesi ile birlikte Digital Twin teknolojisi geniş alanlara yayıldı. Otomotiv sektörü, deniz taşımacılığı, sağlık sektörü gibi sektörlerin yanı sıra üretim sektörü de bu alanlardan biri oldu. Digital Twin programı sayesinde işletmeler, araştırma, test ve üretim süreçlerini çok daha hızlı, verimli ve ekonomik bir hale getirebilirler. Digital Twin teknolojisinin bu denli büyümesi ve kullanılır hale gelmesinin başlıca sebebi Endüstri 4.0 teknolojilerinin hızla gelişmesidir. Son yıllarda yaşanan bu veri ve bilgi devrimi, teknolojik gelişmelerin her sektörde kullanılmasına yol açmıştır.

Endüstri 4.0 ve Digital Twin Teknolojisi

Endüstri 4.0 alanında yaşanan gelişmeler, üretim yapan şirketler için de oldukça önemli gelişmelerdir. Digital Twin teknolojisi de bu gelişmelerden biridir. Digital Twin teknolojisi, IoT, yani nesnelerin interneti ile verilerin toplanıp ölçümlerinin raporlanması ile karıştırılmamalıdır.Dijita ikiz, geçmişi raporlamaz. Ne oldu diye sormaz. Digital Twin’in temel amacı, geleceği tahmin etmek ve bu tahminlere göre en doğru aksiyon planını bugünden belirlemektir. Digital Twin teknolojisi bir görselleştirme ve raporlama aracı değil, karar verme sürecini hızlandıran ve doğrulayan bir gelişmedir. Üretim sonrası yaşanabilecek herhangi bir fiziksel sorun ile karşılaşılmaması adına Digital Twin teknolojisini kullanmak oldukça mantıklı olacaktır. Endüstri 4.0 Türkiye’nin de içerisinde bulunduğu bir dönemdir. Bu nedenle ülkemizde de giderek artan rekabet, şirketleri teknolojik gelişmeleri takip etmeye zorlamıştır. Bu da üretimde dijital dönüşümü doğurmuştur. Digital Twin fabrikalarda da sıklıkla kullanılan ve üretime de destek veren bir teknolojidir. Dijital dönüşümün avantajlarından yararlanmak adına Dijitalis gibi uzman firmalardan destek almak oldukça önemlidir.

Gerçek hayattan dijital ikiz örnekleri için videomuzu izleyebilirsiniz.

Üretimde Digital Twin Teknolojisi nasıl kullanılır?

Digital Twin, fiziksel bir varlığın bilgisayarlı bir versiyonudur. Bu sayede, gerçek dünyadaki sensörlerden gelen verilerin, binlerce sonuca sahip simülasyonlar geliştirmek için ikize uygulanabileceği anlamına geldiğini açıklamıştık. Digital Twin teknolojisi, üreticilerin üretim süreçleri sırasında potansiyel kullanımı, güvenilirliği ve verimliliği anlamalarına yardımcı olmak için simülasyon imkanı sunmaktadır. Aynı zamanda gelecek ürünleriyle senaryo simülasyonları çalıştırmalarına olanaklar da tanımaktadır. Dolayısıyla üretimdeki operasyonlar ve süreçlerde kullanılması birçok yeniliği beraberinde getirmektedir.

Endüstri 4.0 sayesinde de inovasyonun peşinden gidilen ve yapay zekanın fark yarattığını bilen şirketler de üretimde Digital Twin teknolojisini kullanmaktadır. Bir üretim süreci örneği olarak Digital Twin, tüm bir ürün yaşam döngüsü boyunca sonuçları tahmin etmenin zor olduğu ortamlarıyla birçok şekilde etkileşime giren karmaşık varlıkları veya süreçleri modellemek için tasarlanmıştır. Aslında, Digital Twin, farklı hizmet vermek için çok çeşitli bağlamlarda oluşturulabilir.

Örneğin, üretim eşleşmesini karşılıyor olan Digital Twin, bazen, varlık kullanıldıkça aşınma ve yıpranmayı ve belirli stres türlerini izlemek ve değerlendirmek için jet motorları ve büyük madencilik kamyonları gibi belirli karmaşık konuşlandırılmış varlıkları simüle etmek için kullanılır. Bu tür Digital Twin, gelecekteki tasarım tasarımını etkileyebilecek önemli iç görüler sağlayabilir. Bir rüzgar çiftliğinin Digital Twini, operasyonel verimsizliklere ilişkin iç görüleri açığa çıkarabilir. Etrafta konuşlandırılmış varlığa özgü Digital Twinin diğer örnekleri de bulunmaktadır. Aslında genele bakacak olursak üretimde  yer alan dört ana Digital Twin uygulama alanını göz atmak gerekmektedir. Bunlar:

1. Mühendislik

Mühendislik sektörü, ürünleri geliştirirken ve yenilerken sanal temsiller oluşturmak için sıklıkla Digital Twini kullandı. Bu uygulamada Digital Twin fiziksel muadilinden önce var olur ve ürünün ne olması gerektiğine dair vizyonla başlar. Nesnelerin interneti ile artık, sürekli ürün iyileştirmesi için Digital Twine uygulanabilen, sahada konuşlandırılan ürünlerden gerçek zamanlı olarak veri yakalamayı mümkün kılabilir. Endüstri 4.0 yardımı ile de nesnelerin internetinin bir arada kullanılmasıyla birçok alanda kolaylık sağlanabilmektedir.

2. Tasarım özelleştirme

Tüketiciler özelleştirilmiş ürünler talep etmeye devam ettikçe, Digital Twin tasarım ve mühendisliğin birkaç farklı permütasyonu modellemesine izin veriyor. Geçmişte üreticiler, müşteri girdilerini üretim sürecine dahil etmenin en iyi yolunu bulmakta zorlanıyorlardı. Dijitalleşmenin etkisi ile süreçklerde iyileştirmeye gidildi. Dolayısıyla Digital Twin, müşteri taleplerinin sürecini kolaylaştırmaya ve özelleştirme seçeneklerini geliştirecek kullanım verilerini uygulamaya başladı.

3. Üretim

Digital Twin, üreticilerin gerçeğin tek bir versiyonuna ulaşmasını mümkün kılıyor. İdeal bir endüstri 4.0 kullanılan dünyada, üreticiler, üreticilere gerçeğin bir versiyonunu sağlayacak merkezi bir konumdan gelen birleşik bir Digital Twin ana veri kümesine sahiptir. Bununla birlikte, bellek içi bilgi işlem tabanlı ağlarla birleştirildiğinde, hafif, değişiklik kontrollü bir model özelliğine ek olarak, üreticiler verileri hızlı bir şekilde analiz edip görselleştirebilecekler. Digital Twin, bir dizi farklı üründeki kalite verilerini karşılaştırmak için de kullanılabilir.

4. İşlemler

İşlem geliştirme, Digital Twin için önde gelen uygulamalardan biridir. Üreticilerin öncelikle, hafif bir model görselleştirmesinden yararlanarak sahadaki bir varlığın sanal bir temsilini geliştirmesi gerekir. Daha sonra, varlığa gömülü akıllı sensörlerden veri yakalayabilir ve bu da gerçek dünya performansının ve çalışma koşullarının daha net bir resmini sağlar. Daha sonra üreticiler, öngörücü bakım için bu gerçek dünya ortamını simüle edebilirler.

Sonuç olarak Digital Twin şirketler için somut değer yaratabilir, yeni gelir akışları yaratabilir ve önemli stratejik soruları yanıtlamalarına yardımcı olabilir.

Yeni teknoloji yetenekleri, esneklik, çeviklik ve daha düşük maliyetle şirketler, daha düşük sermaye yatırımı ve her zamankinden daha kısa değer elde etme süresi ile dijital bir ikiz yaratma yolculuklarına başlayabilir. Bir Digital Twin, bir ürünün yaşam döngüsü boyunca birçok uygulamaya sahiptir ve soruları yanıtlayabilir. Digital Twin, daha önce cevaplanamayan gerçek zamanlı olarak, sadece birkaç yıl önce neredeyse imkansız olduğu düşünülen değer türleri de sağlayabilirler.

Üretimde yaşanan dijital dönüşüm ile birlikte şirketler birçok avantaja sahip olmuşlardır. Digital Twin teknolojisini kullanan şirketlerin sahip oldukları avantajlar aşağıdaki gibidir.

• Digital Twin programı, fabrika yerleşimi ve hat tasarımlarının ne kadar yeterli ve etkili olabileceğini önceden görüp, uygun kararlar almaya olanak sağlar,
• Geliştirilen ürünlerin, üretilebilirliği ve montaj edilebilirliğini test edilerek eksik yanlarının tespitinin kolaylaştırılmasını sağlar,
• Kalite (hurda, geri dönüş, yeniden imalat etkileri) ve verimlilik (arıza ve duruşlar, malzeme gelmemesi, operatör bekleme vs) gibi etkenlerin üretim kapasitesini nasıl etkileyeceğini simülasyon yoluyla ortaya koyar,
• Arızaların oluşmadan tespit edilmesi ve bakım ekibinin planlanmasını sağlar,
• Sistemin ya da ürünün uzaktan izlenmesini sağlar,
• Oluşan problemlerin uzaktan çözüme ulaştırılmasını sağlar,
• Uyarı sistemlerinin geliştirilmesini sağlar,
• Planlama verimliliğini artırır,
• Yeni bir fabrika veya üretim hattının seri üretime geçme süresini ve ilk yatırım maliyetinin düşürülmesini sağlar.

Digital Twin konusunda çalışan Dijitalis geçmişten bugüne Türkiye’nin önde gelen şirketlerinin çözüm ortağı olmuştur. Geleceği bugünden şekillendirmek, karmaşık ve dinamik endüstriyel sistemleri değerlendirmekle görevli planlamacı ve yöneticilerin omuzlarında ağır bir sorumluluk vardır. Bu sorumluluğu karşılamak üzere Dijitalis her türlü üretim ve lojistik sürecin incelenebileceği dünyanın en gelişmiş ve güçlü Digital Twin yazılımlarını sunmaktadır.