Digitaalinen kaksonen ja Liikkuvien työkoneiden simulointi

Mikä on digitaalinen kaksonen? No sehän on laskennallinen malli jostakin koneesta taikka prosessista. Eli siis simulaatio. Varsinainen simulaation ja digitaalisen kaksosen raja on vielä hieman häilyvä. Usein lasketaan, että mallista tulee digitaalinen kaksonen vasta, kun siihen kytketään vähintään yhdensuuntainen tiedonsiirto. Malli siis päivittyy tiedolla oikeasta laitteesta/prosessista taikka sitten oikeaa prosessia ohjataan, jollakin mallissa lasketulla tiedolla. Tiukimmat tutkijat vaativat oikealta digitaaliselta kaksoselta kaksisuuntaisen tiedonsiirron.

Kuva 1. Savonia Kaivuri testiympäristössä, lipussa Koneosaston logo vuodelta 1886

Yleensä malli keskittyy johonkin ominaisuuteen mitä se simuloi, mutta se voi myös olla yhdistelmä useita malleja, jolloin saadaan simuloitua isompia kokonaisuuksia. Meillä MaSi hankkeessa käytetään Mevean simulaatioympäristöä, jossa lasketaan monien kappaleiden välistä dynamiikkaa reaaliaikaisesti. Lisäksi ympäristössä on myös yksityiskohtainen hydrauliikan ja voimansiirron mallinnus sekä maaperämalli. Näiden ominaisuuksien yhdistelmä mahdollistaa kokonaisten työkoneiden simuloimisen ja voimme tutkia erilaisten mekaanisten ja hydraulisten ratkaisujen vaikutusta työkoneen toimintaa ja suorituskykyyn. Vastaavanlaisia konesimulointeja pystyy tekemään myös esimerkiksi Siemensin ja Matlabin ohjelmistoilla. 

Kuva 2, Mevea koneensimulointi-ohjelmiston rakenne

Digitaaliset kaksoset eivät rajoitu vain liikkuviin työkoneisiin. Myös tuotantoprosesseista voidaan tehdä digitaalinen kaksonen. Alla olevassa kuvassa näkyy kappaletavaratuotantolinjan digitaalinen kaksonen, joka on toteutettu Visual Components –ympäristössä. Myös prosessiteollisuuden puolelle on omat simulointiympäristöt, jossa voidaan esimerkiksi harjoitella voimalaitoksen operointia tai tutkia prosessimuutosten vaikutuksia jo kauan ennen investointipäätöksiä.

Kuva 3. Tuotantojärjestelmä mallinnettuna Visual Components-ohjelmistolla

Mitä näillä kivoilla ja valtavan mielenkiintoisilla teknisillä härpäkkeillä voi sitten tehdä? Miksi tämmöisiin asioihin kannattaa käyttää resursseja? Vastauksen kuulemme blogin seuraavassa osassa.

Tutustu konetekniikan koulutukseen täältä!

Arto Liuha                                   Automaation Lehtori, DI        

Mikko Nissinen                          Koneensuunnittelun Lehtori, DI

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.