Durch die virtuelle Darstellung von physischen Objekten oder Prozessen und die Simulation der Realität in einer virtuellen Umgebung erzielen digitale Zwillingstechnologien einen Durchbruch. Besonders in einer Reihe bedeutender Bereiche, darunter Fertigung, Bauwesen und Gesundheitswesen. Digitale Zwillinge, die auf präzisen 3D-Scandaten basieren, validieren und verbessern die Fertigung. Sie ermöglichen digitale Montageprozesse und Qualitätskontrollen, die Kosten senken, die Markteinführung beschleunigen und Form, Passgenauigkeit und Funktion verbessern.
In der Fertigungswelt ist eine digitale Zwillingsinstanz (DTI) der digitale Zwilling einer einzelnen Instanz eines hergestellten Teils oder Produkts. Punktwolken-Scantechnologien sind in der Lage, Oberflächen von gefertigten Teilen und montierten Produkten schnell und genau zu messen, was sie zu idealen Werkzeugen für die Erstellung von DTIs macht. Ebenso notwendig ist eine solide Lösung für das digitale Datenmanagement, um große 3D-Messprojekte gut zu managen, die Metadaten zu sammeln, die die gemessenen Teile mit dem Produktionsprozess verbinden, und DTIs unternehmensweit digital zu teilen.
Fast niemand. Sobald die Oberfläche eines physischen Teils vollständig von einem Punktwolkenscanner gescannt wurde, kann die resultierende DTI inspiziert, untersucht und simuliert werden, ohne dass das physische Teil erneut betrachtet werden muss.
Stellen Sie sich den Fall eines Produktionsfehlers vor. Wenn alle gefertigten Teile gescannt werden, können die Qualitätskontrollteams auf die in den letzten 24 Stunden gefertigten Teile zurückgreifen. Sie können diese virtuell analysieren, um genau zu bestimmen, welche Teile fehlerhaft sind, und sie vor dem Versand aus dem Lager entfernen, um einen kostspieligen Rückruf zu vermeiden.
Stellen Sie sich vor, Sie wären ein OEM, der Scans von Prototypenteilen von verschiedenen Zulieferern erhält. Beim virtuellen Zusammenbau der Teile stellt sich heraus, dass ein Lieferant eine falsche Version eines CAD-Modells verwendet hat. Der Lieferant wird sofort kontaktiert und angewiesen, die richtige Version zu verwenden. Dies geschieht wiederum vor der Produktion und dem Versand.
Oder stellen Sie sich vor, ein unzufriedener Kunde wendet sich an Sie, einen Zulieferer von Luft- und Raumfahrtkomponenten, und behauptet, das von ihm gekaufte Teil sei bei der Auslieferung außerhalb der Toleranz gewesen. Dank eines vor dem Versand durchgeführten Scans können Sie nachweisen, dass das Teil innerhalb der Toleranz lag, und so die Unzufriedenheit des Kunden oder gar einen Rechtsstreit vermeiden.
Ein letztes Beispiel: Ein Aftermarket-Hersteller scannt die Teile seines neuen Produkts, wandelt diese Scans in NURBS-Flächen um und importiert diese Reverse-Engineering-Modelle in die Simulationssoftware, um das Verhalten des neuen Produktdesigns nach der Montage zu analysieren. Eine solche Simulation hilft dabei, ein Problem in der Maßhaltigkeit, das die Haltbarkeit des Produkts beeinträchtigt hätte, aufzudecken und zu beheben.
Diese Beispiele zeigen, dass der Ansatz des digitalen Zwillings bei so unterschiedlichen Prozessen wie Design, Konstruktion, Produktion und Wartung ein enormes Potenzial für Prozessverbesserungen und Kostenvermeidung bietet.
Obwohl DTIs ein enormes Potenzial für Fertigungsunternehmen bieten, gibt es Herausforderungen bei der Implementierung von digitalen Zwillingsprozessen auf der Grundlage von Modellen, die auf Punktwolkendaten basieren.
Beispiel: Dateiverarbeitung. Punktwolken-Scanner erzeugen Megabytes an Informationen pro Sekunde. Nach der Umwandlung der rohen Punktwolken in genaue polygonale Darstellungen der gemessenen Oberflächen kann eine einzelne Messdatei eines Teils Hunderte von Megabyte an Daten enthalten. Kunden, die planen, den Output einer Produktionslinie zu scannen, müssen möglicherweise Zehntausende von Dateien und Terabytes neuer Daten pro Jahr verarbeiten. Die Verwaltung solch großer Datenmengen von Hand ist undenkbar.
Und dann ist da noch die Rückverfolgbarkeit. Gescannte Modelle müssen mit den wichtigsten Informationen über das gemessene Teil und die Herstellungs- und Messprozesse verknüpft werden, z. B. mit der Seriennummer, der Teilenummer, der Messgeräte-ID, der Produktionslinie, dem Namen des Bedieners usw. Für Produktions- und Wartungsvorgänge sind diese Metadaten von entscheidender Bedeutung, um die Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten, da sie eine eindeutige Übereinstimmung zwischen der DTI und ihrem physischen Pendant ermöglichen.
Auch die gemeinsame Nutzung und Zusammenarbeit kann eine Herausforderung darstellen. Die Scantechnologie ist großartig, aber wenn die Kollegen, die am meisten von den Vorteilen dieses Prozesses profitieren würden, nicht ohne weiteres an die benötigten DTIs herankommen, werden sie sie eher nicht nutzen. Beseitigen Sie diesen Schmerz, um den Gewinn zu ernten.
Um die Leistung eines digitalen Datenverwaltungssystems zu maximieren, sollten Unternehmen eine Metadatenstrategie in Erwägung ziehen. Diese Strategie beinhaltet die Identifizierung von Schlüsselinformationen über gemessene Teile und Prozesse, die im Rahmen von Messprojekten aufbewahrt werden sollten.
PolyWorks|DataLoop™ ist eine skalierbare Datenmanagementlösung, die Ingenieuren und Entscheidungsträgern in Ihrem Unternehmen den Zugriff auf große Mengen an Messdaten erleichtert. Diese Messdaten können aus verschiedenen Messquellen (CNC-KMGs, Laserscanning usw.) kommen und ermöglichen schnellere und bessere Entscheidungen.