Alkuperäinen artikkeli: Michael A. Mullane, IEC eTech 03/2018Käännös: Jukka Alve
Kuvittele, että avaat sähköpostisi löytäen sieltä lääkereseptin sellaisen sairauden hoitamiseen, jota et edes tiennyt sairastavasi, tai johon liittyen sinua ei oltu edes aiemmin fyysisesti testattu. Ehkäpä sait reseptin ennen kuin edes huomasit, ettet ole ihan kunnossa. Lääkärisi olisi voinut päättää hoidostasi tutkimalla digitaalista kaksoiskappalettasi, joka sisältää reaaliaikaiset tiedot ruokavaliostasi, elintavoistasi ja nykyisestä ympäristöstäsi.
Lääketiede ei välttämättä ole vielä päässyt tähän pisteeseen, mutta niin kutsutut ”digitaaliset kaksoset” ovat hyvinkin totta älykkäässä valmistusteollisuudessa, jota kutsutaan myös nimellä Industry 4.0. Älykäs valmistusteollisuus kattaa koko arvoketjun sekä tuotteen koko elinkaaren ideasta tilaukseen, rakentamiseen ja kehittämiseen sekä toimitukseen, kierrätykseen ja kaikkiin siihen liittyviin palveluihin asti. Lisäksi siihen kuuluu käyttäjän tai kuluttajan syötteiden ja palautteiden reaaliaikainen integrointi.
Digitaaliset kaksoset kuvaavat virtuaalisesti elementtejä ja dynamiikkaa siitä, kuinka tuote on tehty, miten se operoi ja kuinka se toimii elämänkaarensa läpi. Digitaaliset kaksoset vaikuttavat tuotteen suunnitteluun, valmistukseen ja käyttöön.
Asteikon toisessa päässä yhä useammalla merkittävällä infrastruktuurin osalla on digitaalinen kaksonen. Esimerkiksi Australiassa yli 2000 anturia valvoo Sydneyn satamasillan fyysistä eheyttä ja vertaavat sitä digitaaliseen kaksoseen.
Tämä teknologia on keskeisessä asemassa Siemensin tehtaalla Ambergissa, Saksassa. Baijerissa sijaitseva tehdas on 75-prosenttisesti automatisoitu, mutta työllistää silti 1 300 henkilöä, koska – ainakin toistaiseksi – ihmiset tekevät monia tehtäviä paremmin kuin koneet.
Fyysisellä tehtaalla on digitaalinen kaksonen, joka on kaikin tavoin identtinen. Sitä käytetään tuotantoprosessien suunnitteluun ja koneiden ohjelmointiin sekä tuotteiden suunnitteluun ja testaukseen.
Kun tehokas, toimiva malli on saatu aikaiseksi, ja kaikki virheet on löydetty ja poistettu, fyysinen tehdas aloittaa tuotannon. Teknologia on mahdollistanut tehtaan tuotannon kasvattamisen 15 miljoonaan yksikköön vuodessa – mikä on 13-kertainen lisäys vuodesta 1989 – palkkaamatta lisää henkilöstöä ja siirtymättä suurempiin tiloihin.
Digitaaliset kaksoset ovat mahdollisia halpojen anturien, luotettavien tiedonsiirtoverkkojen ja älykkäiden päätöksentekoa suorittavien analytiikkajärjestelmien ansiosta. Teknologia on helposti saatavilla, ja se auttaa valmistajia ymmärtämään, miten heidän koneensa vaikuttavat tuotteen toleransseihin, jännityksiin ja suunnitteluun.
Siemensin mukaan viallisten tuotteiden osuus Ambergin tehtaalla on lähes nolla. Tämä on vielä merkittävämpää, kun ottaa huomioon, että tehdas valmistaa 1 200 erilaista tuotetta samoilla tuotantolinjoilla.
Älykäs valmistusteollisuus voi luottaa kansainvälisiin standardeihin
Standardointi on olennaisen tärkeää, kun yhä useammat yritykset mailman eri puolilla ottavat käyttöön älykkäitä prosesseja. Industry 4.0 edellyttää ennennäkemätöntä järjestelmien integrointia eri toimialojen, hierarkisten rajojen ja elinkaaren vaiheiden yli.
Tästä syystä IEC painottaa järjestelmätyön merkitystä.
IEC:n teknistä työtä ohjaava Standardization Management Board (SMB) on perustanut järjestelmien arviointiryhmän (Systems Evaluation Group) SEG7 avaamaan tietä järjestelmäkomitean (Systems Committee, SyC) perustamiselle. Ryhmän toimenkuvaan kuuluu olemassa olevien standardien ja keskeneräisten projektien luetteloiminen. Lisäksi ryhmä kutsuu muita läheisesti tämän aiheen kanssa tekemisissä olevia organisaatioita yhteistyöhön kartoittamaan älykkään valmistusteollisuuden sovelluksia ja osallistumaan ehdotetun järjestelmäkomitean toimintaan.
SEG 7 toimii läheisesti IEC:n erilaisten teknisten komiteoiden kanssa ja parantaa niiden yhteistyötä. Näihin kuuluvat:
- TC 3 Information structures and elements, identification and marking principles, documentation and graphical symbols
- TC 17 High-voltage switchgear and controlgear
- TC 22 Power electronic systems and equipment
- TC 44 Safety of machinery – Electrotechnical aspects
- TC 65 Industrial‑process measurement, control and automation
- TC 77 Electromagnetic compatibility
- TC 111 Environmental standardization for electrical and electronic products and systems
- TC 121 Switchgear and controlgear and their assemblies for low voltage
- CISPR International special committee on radio interference alakomiteoineen.
ISOn ja IEC:n perustama, yhteinen tekninen komitea (Joint Technical Committee) JTC 1 Information technology kehittää myös asiaan liittyviä standardeja alakomiteoidensa toimesta. Niitä ovat mm.:
- ISO/IEC JTC 1/SC 27: IT security techniques
- ISO/IEC JTC1/SC 41: Internet of things and related technologies
- ISO/IEC JTC1/SC 42: Artificial intelligence
Kansainväliset standardit auttavat valmistajia kehittämään tuotteitaan ja palveluitaan tehokkaammalla, turvallisemmalla ja kestävämmällä tavalla. Monet yritykset, konsortiot ja muut teollisuuden yhteenliittymät ovat aktiivisesti mukana standardointityössä.
Standardointi on keskeisen tärkeää älykkäälle valmistusteollisuudelle. Industry 4.0 tarvitsee ennennäkemätöntä järjestelmien integrointia eri toimialojen, hierarkisten rajojen ja elinkaaren vaiheiden yli.
Lisää suosikiksi