Digitální modely šetří náklady, ale i zachraňují životy

V celé řadě firem dokážou shromažďovat (a také shromažďují) velké množství dat. Ať už z prodejů, objednávek, nebo třeba ve výrobě z čidel a senzorů. Veškeré informace se scházejí v počítačích, a vzniká tak digitální klon celé firmy, nazývaný digitální dvojče (digital twin).

Obecně lze říct, že cokoliv, co je zpracované do digitálního obrazu a má to svůj protějšek v reálném světě, je digitální dvojče. Zásadní je zde napojení na aktuální, reálná data, aby dvojče vypadalo co nejpodobněji tomu skutečnému. Vzniká tedy věrná, leč digitální kopie. Ta nám dává přehled a kontrolu, a to třeba nad výrobní linkou.

Dvojčata stávajících systémů mají obrovské uplatnění. Ještě v době totality došlo k velké havárii v petrochemické továrně v Záluží, která si vyžádala mnoho životů. Samozřejmě je to dohad, ale systém on-line dohledu nad stavem všech kritických částí systému a včasné varování je to, co mnohdy může těmto katastrofám zabránit. Zvyšuje se nebezpečně tlak v potrubí? Systém vše vyhodnotí, dopočítá důsledky a včas sám zareaguje, nebo alespoň upozorní obsluhu.

Digitální svět

S digitálními dvojčaty je to podobné jako s mnoha dalšími současnými technologiemi v tom ohledu, že potřebují velké množství dat. Abychom mohli věrně zachycovat na monitorech obrazy reálných systémů, musíme toho o nich spoustu vědět. Všechna data, která chceme zobrazit, tak musíme sbírat, měřit a vyhodnocovat. To ještě ke všemu v reálném čase. Zní to jako velké sousto a mnohdy i je. Jedná se ale o rychle se rozvíjející doménu, a tak vzniká spousta chytrých řešení.

Moderní výrobní systémy už mají všechno potřebné v sobě – senzory, čidla nebo třeba teploměry. Data je ale potřeba získat i ze starých strojů, které o sobě sami nic nevědí. A tak musíme poslouchat jejich zvuk, měřit vibrace nebo provozní teploty. Vše se samozřejmě děje automaticky a přenáší do jedniček a nul. Takto vznikající data se spojí ze všech možných koutů celého systému a „nakrmí“ digitální dvojče. To je pak schopné nám na jednom místě přesně říct, co se kde děje a snad i proč.

Simulanti jako věštci

Ve chvíli, kdy se začneme ptát „co kdyby?“, přecházíme do světa dynamické simulace. Ta bere model ať už reálného, nebo fiktivního systému a umožňuje s ním dělat pokusy a experimenty. Není tak už úplně dvojčetem, ale může zodpovědět spoustu otázek včas, např. co se stane, když přestane fungovat část výrobní linky. Umělá inteligence sama dopočítá důsledky, takže nám třeba dává možnost připravit krizové scénáře na jednotlivé situace.

Kromě propočtů je možné využít i specializovaný software, ve kterém si celou výrobu „překreslíme“ do 3D modelu. Při pohledu na něj se pak mnohým vybaví spousta zábavy, kterou zažili v počítačových hrách, jako je Trasport Tycoon nebo Sim City.

Uplatnění digitálních dvojčat a dynamické simulace je opravdu široké a využít je můžeme ve všech možných oblastech. Pro odlehčení uvedu jako příklad simulaci provozu záchodků v divadle, do které se pustil jeden z mých kolegů. Bylo možné s ním zkoušet různé scénáře, jako je třeba výpadek jedné z kabinek nebo pisoáru. Dalo se tak snadno dopočítat, o kolik by se musela prodloužit pauza mezi dějstvími, aby si všichni stačili odskočit.

Dohled nad fabrikou i domovem

Prediktivní údržba, umělá inteligence, digitální dvojčata nebo optimalizace řízení zásob náhradních dílů. To vše nám může pomoci a v nejedné výrobě už pomáhá snižovat náklady i stres. Podstatná data přitom systém analyzuje a překlápí do přehledných dashboardů. Manažeři nebo zodpovědní pracovníci tak hned vidí, jestli všechno šlape, jak má, a to třeba ze svého mobilního telefonu. Pokud někde hrozí komplikace, systém na ně sám upozorní, případně i navrhne nebo dokonce zrealizuje řešení.

A stejně jako je to u mnohých jiných moderních technologií, i tyhle systémy se můžou a pravděpodobně také prosadí v běžných oblastech našeho života. S rozvojem IoT neboli internetu věcí bude v budoucnu běžné, že si pračka sama řekne o zavolání technika, a to s předstihem ještě před tím, než třeba vyhoří topné těleso. „Náhradní díly“ v podobě másla nebo docházející šunky bude lednička objednávat sama. Zohlední přitom množství „vázaného kapitálu“ nebo dobu expirace. Okna se zase sama zavřou, aby nám přicházející déšť nezničil plovoucí podlahu v obýváku.

Autor: Martin Plajner

Text vznikl pro časopis IT Systems