12.05.2025
Digital twin - digitálna kópia a jej využitie v spoločnosti Balluff
Rozhovor s Dr. Philippom Kommom
Digital twin - digitálna kópia prináša revolúciu do priemyselnej výroby a vývoja systémov. Philippe Komma zo spoločnosti Balluff poskytuje informácie o tom, ako možno efektívnejšie plánovať a optimalizovať výrobné stroje a systémy, aké výhody ponúkajú digitálne kópie a aký vývoj bude určovať budúcnosť.
Pán Komma, ako ste sa dostali do spoločnosti Balluff? A akými etapami ste tu už prešli, kým ste sa začali zaoberať témou "digitálnej kópie"?
So spoločnosťou Balluff mám už dlhú históriu. Pred dvanástimi rokmi som začal pracovať v spoločnosti Matrix Vision, dcérskej spoločnosti Balluff GmbH, ako vývojový inžinier. V spoločnosti Matrix Vision som pracoval ako vývojár softvéru v divízii Smart Vision.
Potom som prevzal úlohu Product Owner a bol som spojovacím článkom medzi produktovým manažmentom a vývojovým tímom. V tom čase som sa zameriaval najmä na komunikačné rozhrania, ako sú REST API alebo MQTT.
A ako ste sa dostali k téme digitálnej kópie?
Téma bola na stole ako možný koncept už pred mojím pôsobením v spoločnosti Balluff. Pred dvoma rokmi som prešiel na pozíciu produktového manažéra v spoločnosti Balluff, kde som prevzal a rozvíjal projekt digitálnej kópie.
Pojem digital twin - digitálna kópia sa dnes často používa. Mohli by ste vysvetliť, ako spoločnosť Balluff definuje tento pojem?
S radosťou. Termín digital twin - digitálna kópia sa v súčasnosti používa pomerne nadmerne a v rôznych oblastiach priemyselnej automatizácie. Pre nás digitálna kópia vo všeobecnosti znamená digitálnu reprezentáciu výrobku počas celého jeho životného cyklu - od prvého náčrtu až po ukončenie jeho výroby. Môže to byť napríklad hardvérový komponent, ako je naše čítacie/zapisovacie zariadenie RFID Balluff, alebo celý systém RFID.
Pre nás ako výrobcu komponentov sú digitálne kópie mimoriadne zaujímavé. Kópia je model, ktorý využíva vstupy z rôznych zdrojov, napríklad príkazy z PLC alebo údaje z tagu RFID prenášané modelom snímača. Zo vstupov modelu sa generuje odozva, ktorá zodpovedá odozve fyzického komponentu.
Aké konkrétne výhody získavajú zákazníci použitím digitálnej kópie?
Virtuálne uvedenie do prevádzky je kľúčové využitie digitálnej kópie. Jedným z cieľov virtuálneho uvedenia do prevádzky je navrhnúť a overiť riadiace programy pre celé výrobné systémy alebo stroje pomocou ich virtuálnych obrazov skôr, ako sú k dispozícii skutočné systémy alebo stroje.
Za predpokladu, že správanie virtuálnych výrobných strojov a systémov sa dá prispôsobiť správaniu ich fyzických predlôh, riadiace programy vytvorené v priebehu virtuálneho uvedenia do prevádzky sa môžu použiť v reálnej fáze bez väčších alebo žiadnych úprav. Okrem toho, že virtuálne uvedenie do prevádzky urýchľuje programovanie, otvára možnosti včasnej optimalizácie procesných sekvencií vo výrobe.
Môžete vysvetliť, ako spoločnosť Balluff poskytuje zákazníkom digitálne kópie?
Naše digitálne kópie sú zabudované do simulačného prostredia. Simulačné prostredie poskytuje náš kooperačný partner, spoločnosť ISG Stuttgart. Naši zákazníci teraz môžu využívať túto simulačnú platformu na integráciu digitálnych modelov správania našich výrobkov do svojich virtuálnych systémov a strojov. Pohodlný prístup a jednoduchá integrácia digitálnych kópií je možná prostredníctvom TwinStore, predajnej platformy podobnej obchodu s aplikáciami. V tomto obchode TwinStore budú mať zákazníci v budúcnosti priamy prístup k digitálnym modelom výrobkov, ktoré potrebujú pre svoje konkrétne aplikácie. Komponenty sú reprezentované nielen ako trojrozmerné objekty, ale sú zahrnuté aj ich vlastnosti, ako napríklad správanie pri komunikácii s PLC. Tieto vlastnosti predstavujú ďalší rozmer v reprezentácii fyzického hardvérového komponentu. V dôsledku toho hovoríme o digital twin - digitálnej kópii ako o 4D modeli.
Aká technológia sa skrýva za digitálnou kópiou od spoločnosti Balluff?
Naše digitálne kópie sú softvérové modely, ktoré simulujú skutočný firmvér našich komponentov. Použitím skutočného firmvéru ako základu zabezpečujeme, aby logické správanie digitálnej kópie zodpovedalo správaniu jeho fyzického ekvivalentu. Vezmime si ako príklad snímač RFID: kópia môže zapisovať údaje do štítku RFID alebo čítať údaje zo štítku RFID. Model digitálneho správania mapuje toto správanie virtuálne, napríklad odosielaním načítaných údajov do riadiacej jednotky rovnakým spôsobom ako skutočný snímač. Týmto spôsobom riadiaca jednotka komunikuje akoby so skutočným hardvérovým komponentom. Vďaka nášmu všeobecnému prístupu môžeme každý komponent IO-Link vizualizovať ako digitálne dvojča - napríklad náš majáčik SmartLight, ktorý je pre našich zákazníkov veľmi zaujímavým produktom. Spojenie viacerých komponentov do virtuálneho celkového systému umožňuje simulovať a overovať zložité procesy a systémy na počítači.
Existujú konkrétne projekty zákazníkov, ktoré ukazujú, ako sa digitálne kópie využívajú v praxi?
Áno, naše digitálne kópie už úspešne používa náš pilotný zákazník Teamtechnik. Spätná väzba ukazuje, že táto technológia ponúka skutočnú pridanú hodnotu, pretože umožňuje realisticky simulovať procesy a zároveň znížiť náklady. Spoločnosť Teamtechnik oceňuje najmä skutočnosť, že digitálne kópie možno používať flexibilne a prispôsobiť ich individuálnym požiadavkám.
Aké výzvy rieši táto technológia pre zákazníkov?
Naši zákazníci často čelia problému efektívneho plánovania zložitých systémov a ich rýchleho uvedenia do prevádzky. Vďaka digitálnym kópiám môžu otestovať interakciu všetkých nainštalovaných komponentov ešte pred fyzickou montážou. Veľký záujem o túto tému prejavuje najmä automobilový priemysel - ako hnacia sila virtuálneho uvedenia do prevádzky.
Spoločnosti ako BMW a Daimler vyžadujú, aby výrobcovia strojov a systémov poskytovali digitálne modely svojich systémov. Tieto virtuálne systémy sú základným predpokladom pre inštaláciu fyzických náprotivkov v prevádzke. Bez digitálnych kópií by naša konkurencieschopnosť v mnohých projektoch klesla.
Vidíte nejaké ďalšie potenciálne využitie digitálnych kópií okrem klasických priemyselných aplikácií?
Digitálne kópie ponúkajú mnoho možností, ktoré ďaleko presahujú rámec simulácie výrobných procesov. Napríklad informačné dvojčatá umožňujú rôzne pohľady na ten istý balík údajov - v závislosti od prípadu použitia a príjemcu informácií, napríklad produktových manažérov alebo vývojárov. V budúcnosti vidím veľký potenciál aj v interakcii medzi digitálnymi dvojčatami a umelou inteligenciou, napríklad prostredníctvom jazykových modelov, ktoré zákazníkom uľahčujú získavanie špecifických informácií o ich výrobkoch.
Bol vo vašej kariére moment, ktorý mal na vás osobitný vplyv a zmenil váš pohľad na technológie a inovácie?
Spomínam si na tri formujúce momenty v mojej kariére. Prvý bol v mladosti, keď som objavil svoju vášeň pre programovanie - najmä v oblasti počítačovej grafiky - v čase, keď sa na obrazovke "učili chodiť" Gouraudove tieňované trojrozmerné kocky. Druhý moment nastal u môjho bývalého zamestnávateľa, spoločnosti BMW Group, kde som vyvíjal firmvér pre vozidlá. Bol to fascinujúci pocit sedieť vo vozidle, ktorého softvér som pomáhal navrhnúť. Tretím momentom je rýchly rozvoj technológie umelej inteligencie v posledných rokoch, najmä generatívnej umelej inteligencie. Tá umožňuje vytvárať obsah, napríklad obrázky alebo hudbu, len na základe niekoľkých vstupov. Vidím veľký potenciál v tom, ako by mohla obohatiť aj komunikáciu s našimi zákazníkmi v spoločnosti Balluff.
Čo vás motivuje vo vašej práci a čo si ceníte na firemnej kultúre v spoločnosti Balluff?
V mojej práci ma motivuje najmä rôznorodosť tém, na ktorých môžem pracovať. V oblasti Priemyslu 4.0 môžem byť veľmi kreatívny a mám veľkú voľnosť pri organizovaní svojich projektov. Chcel by som tiež vyzdvihnúť firemnú kultúru spoločnosti Balluff, najmä otvorenú a priateľskú vzájomnú interakciu - aj pri kontroverzných témach. Táto kultúra vytvára atmosféru, v ktorej ľudia radi pracujú. Existuje tiež veľa príležitostí na internú aj externú výmenu názorov s kolegami a zákazníkmi a na spoločnú prácu na riešeniach, čo tiež obohacuje moju prácu.
Veľmi pekne vám ďakujem, pán Komma, za zaujímavé informácie!
Ďakujem veľmi pekne. Baví ma prezentovať túto tému a teším sa na nadchádzajúci veľtrh SPS, kde budeme naživo prezentovať naše rozšírené portfólio digitálnych kópií.
