Digitala tvillingar ger nya möjligheter för svenska företag

En effektivare konceptfas, snabbare driftsättning och ett proaktivt underhåll. Fördelarna med det som ryms inom det hajpade begreppet digital twins är många.

– Ta en anläggning som kanske generar två miljarder datapunkter varje dygn. Med moderna algoritmer och verktyg för visualisering kommer den informationen till helt ny användning, säger Susanne Timsjö, försäljningschef på ABB:s robotenhet.

När analysföretaget Gartner nyligen presenterade de tio tekniktrender företaget anser är viktigast inför 2018 var digitala tvillingar en av dem. Inom några år förutspås det finnas miljarder uppkopplade prylar som också kommer att vara representerade av en digital tvilling i ett datorsystem. Vinster finns att hämta från planering och koncept, via utveckling och driftsättning och vidare till övervakning och slutligen dataanalys som underlag för nästa produktgeneration.

Så vad ryms egentligen i begreppet digital tvilling? I grund och botten handlar det om att skapa en digital avbild av en specifik fysisk produkt, ett helt system eller till och med en hel livscykel.

I sin allra enklaste form är det bara den fysiska geometrin som är återskapad digital. En 3d-modell som till exempel kan visa vilket utrymme en robot kräver på ett fabriksgolv. Men det är när den digitala modellen förses med samma logik och funktioner som den fysiska produkten som det blir intressant på allvar.

– Industrin har jobbat med automation och digitalisering under lång tid för att öka effektiviteten, kvaliteten och säkerheten. Vi har kopplat upp prylar, byggt infrastruktur för kommunikation, samlat in, kombinerat och analyserat data för att bland annat styra och övervaka processer, säger Susanne Timsjö och fortsätter:

– Det som händer nu är att inte bara robotar och pappersmaskiner är uppkopplade. Våra hem, våra bilar, allting blir uppkopplat. Samtidigt har vi fått en stabil infrastruktur för trådlös kommunikation, molnlösningar för lagring och annan ny teknik.

Växelverkan mellan olika branscher

Susanne Timsjö tror att det här är en utveckling som kommer att öppna för en växelverkan. Industrin har stort kunnande om datainsamling och analys, medan andra branscher kommer att bidra med nya tekniska lösningar. Industrin kan dra nytta av ny teknik, samtidigt som andra kan lära av det kunnande som redan finns i industrin.

– Vi kan redan se att den digitala tvillingen i industrin är på väg att ändra skepnad. Möjligheterna att använda digitala modeller i konceptutveckling och i programmering kommer fortfarande vara viktiga, men vi kommer se allt mer uppkopplade fabriker där digitala tvillingar förbättrar både drift och underhåll.

Listan med exempel på vad som går att göra med hjälp av digitala tvillingar kan göras lång. Hos ABB Robotics kunder handlar det bland annat om att testa säkerhetsfunktioner. I en VR-miljö av en robotcell, laddad med samma program som den fysiska roboten på golvet, går det att kontrollera att just den här roboten reagerar som den ska när en människa kliver in i säkerhetszonen. Digitala tvillingar gör det också möjligt att programmera robotar på helt nya sätt. Susanne Timsjö exemplifierar med en robot som ska måla:

– Det kan många gånger vara svårt att programmera en korrekt bana med x-, y- och z-koordinater. Men med VR har det blivit möjligt att låta en målare dela med sig av sin yrkeskunskap. Med hjälp av VR-kontroller kan han ”måla” i den virtuella miljön. Penseldragen kan sedan omvandlas till styrkod för roboten.

Många storföretag har redan tvillingar på plats

Runt om i andra stora industriföretag går det att hitta fler exempel. Volvo Lastvagnar har i Umeå startat arbetet med att bygga en digital tvilling av en hel processlinje. Tanken är att företaget ska få möjlighet att testa förändringar och nya produkter utan att påverka produktionen. Volvo LV hoppas också kunna upptäcka flaskhalsar och i förlängningen korta ledtiderna till marknaden.

General Electric samlar in information från företagets flygplansmotorer medan de är i drift. Analys av den datan kan tidigt varna för kommande problem. General Electric har nämt besparingar på i storleksordningen 8-10 procent av nuvarande underhållskostnader, tack vare att underhållet genom de digitala tvillingarna och analysen som görs i dem kan bestämmas utifrån faktiska behov och inte utföras vid förutbestämda intervall. Företagets ledning tror att programmering inom några år kommer att vara en färdighet som alla GE-anställda förväntas besitta: Det är lättare att lära en ingenjör specialiserad på aerodynamik att programmera än att lära en programmerare aerodynamik.

IBM har börjat jobba med sin AI-plattform Watson i digital twins-tillämpningar, bland annat tillsammans med Airbus. Målsättningen är bland annat att använda digitala tvillingar för att hitta felkällor: Finns orsaken till planets problem i bristande underhåll, en felaktig tillverkningsprocess eller rör det sig om ett designmisstag?

Datainsamling är en viktig del för de mest avancerade tillämpningarna. En produkt kan levereras med en digital modell som beskriver hur den fungerar vid leveransen. Men efter några år i drift kommer slitage och andra faktorer att ha förändrat förutsättningarna. Det innebär att modellen successivt stämmer sämre och sämre överens med den fysiska förlagan. Lösningen är att hela tiden uppdatera modellen med aktuella mätvärden för varje produkt som levererats till kunderna. Så många varv har just den axeln snurrat, så många gånger har just den gripklon gjort ett lyft och så vidare.

Verktyg för visualisering gör data nyttig på nya sätt

Vid sidan av de trender som är kopplade till själva dataanalysen, som nya sensorer och nya beräkningslösningar, finns också andra tekniska framsteg som kommer att visa sig betydelsefulla. En av dem är det som kallas för mixed reality. Microsofts Hololens är ett exempel, glasögon som ger användaren Terminator-syn, med ett informationslager som visas ovanpå den verklighet som finns runt omkring. I en industriell tillämpning skulle det kunna innebära att den data som sedan länge samlats in från produktionen plötsligt går att visualisera på helt andra sätt:

– Det går att visa hur fort en vätska rör sig i ett rör eller fyllnadsgraden i en tank. Eller vilka säkerhetszoner som gäller runt en robot för de moment som den just nu utför. Tack vare att industrin redan samlar in så mycket data om vad som händer i lokalerna går det med nya verktyg för analys och visualisering att bygga lösningar som tidigare inte var möjliga och som ger en intuitiv förståelse för vad som händer, säger Susanne Timsjö.

Så var börjar ett företag som vill dra nytta av de digitala tvillingarnas möjligheter? Med de värdefulla processer eller produkter där det finns oförklarade problem, föreslår Deloitte. Och är ni underleverantörer i industrin är det kanske en bra idé att lyssna på The Economists slutsats: Förbered er på att kunderna snart kommer att kräva digitala tvillingar av era produkter. Finns inte en digital tvilling kan er lösning inte testas i kundens virtuella fabrik innan ordern läggs – och därför kommer den gå till en leverantör som kan bistå vid ett virtuellt test.

Anders Thoresson har bevakat IT och telekom sedan 1999, först som reporter på Ny Teknik och sedan 2006 som frilans. Genom åren har hans texter bland annat publicerats i Dagens Nyheter, Dagens Industri, Forskning och Framsteg, IVA Aktuellt och Ny Teknik. Han har också skrivit flera Internetguider åt IIS och gör poddcasten Digitalsamtal. Du når Anders via hans webbplats.