Bản sao kỹ thuật số ảo cho mọi thứ
Bên ngoài quy trình sản xuất, Bản sao kỹ thuật số ảo là công cụ hỗ trợ phát triển sản phẩm mạnh mẽ.
Đối với ngành thiết kế, các nhà thiết kế nội thất và ngoại thất có thể bắt đầu quy trình với các mô hình ảo, phù hợp và hoàn thiện cũng như vật liệu nội thất.
Về kỹ thuật, dựa trên bản vẽ thiết kế, các kỹ sư tạo ra mô hình kỹ thuật số của ô tô thực, bao gồm tất cả các bộ phận, nền tảng và thân xe.
Ở mảng xác thực và thử nghiệm, thử nghiệm va chạm, mô phỏng lái xe và thử nghiệm trong hầm gió chỉ là một số cách sử dụng cho bản sao kỹ thuật số.
Còn ở mảng hậu mãi, kết nối và cập nhật, bản cập nhật qua mạng cũng được kích hoạt bởi Bản sao kỹ thuật số ảo.
Các chuyên gia cho biết, sản phẩm và sản xuất sẽ được phát triển song song bằng cách sử dụng Bản sao kỹ thuật số ảo trong tương lai gần.
Hiện Renault là một trong những cái tên đi đầu trong việc phát triển công nghệ Digital Twins (Bản sao kỹ thuật số ảo). Nhà sản xuất này đang tạo ra bản sao kỹ thuật số ảo cho các nhà máy của mình bằng cách sử dụng công nghệ của Siemens và Dassault để mô phỏng thiết bị mới và họ đang quét các nhà máy hiện có đến từng milimet cuối cùng. Sau đó, Renault có một hình đại diện mà nó có thể sử dụng để đào tạo thiết lập thiết bị hoặc công thái học.
Tiếp theo, Renault đang theo dõi tất cả các hoạt động xuất nhập từ các nhà cung cấp, vì vậy họ biết chính xác mọi xe tải đang ở đâu. Điều này mở rộng hệ sinh thái dữ liệu của Renault bên ngoài dấu ấn công nghiệp của chính họ.
Ở bước tiếp theo, Renault sẽ tận dụng sức mạnh của metaverse công nghiệp của mình trong toàn tập đoàn thông qua các công cụ phân tích dễ sử dụng, dựa trên điện toán đám mây.
Bản sao kỹ thuật số ảo và các bộ phận khác của siêu dữ liệu rất quan trọng đối với việc Renault chuyển sang ô tô điện và hệ thống truyền động.
“Khi chúng tôi bắt đầu các quy trình mới cho động cơ điện hoặc pin, chúng tôi không thể mất sáu tháng để đạt được công suất tối đa hoặc tối ưu hóa quy trình”, Eric Marchiol, giám đốc chuyển đổi kỹ thuật số của Tập đoàn Renault nói.
Tuy nhiên, Marchiol hy vọng Renault sẽ có một metaverse đầy đủ chức năng trong vòng hai năm, với bước cuối cùng là đóng vòng phản hồi tự động để cho phép sửa đổi các thông số của thiết bị như robot hoặc máy ép bằng cách sử dụng công nghệ bản sao kỹ thuật số ảo.
Lợi ích từ bản sao kỹ thuật số ảo
Công nghệ Bản sao kỹ thuật số hứa hẹn sẽ thay đổi bộ mặt ngành ô tô tương lai.
Renault đã phát hiện ra rằng việc thu thập dữ liệu có thể dẫn đến những bước đột phá.
Marchiol cho biết: “Chúng tôi bắt đầu với ý tưởng rằng mình có thể tiết kiệm rất nhiều tiền với bảo trì dự đoán và chúng tôi đã làm được, nhưng nó không phải là công cụ kiếm tiền lớn nhất. Khi bạn bắt đầu thu thập dữ liệu từ tất cả các thiết bị của mình và phát triển tính nhất quán trong quy trình, bạn có thể nhìn thấy con voi trong căn phòng mà trước đây bạn không thể nhìn thấy”.
Đối với Renault, điều đó bao gồm các vấn đề về chất lượng trong xưởng thân xe có thể bắt nguồn từ cấp độ của một mối hàn cụ thể hoặc sự chậm trễ trong quy trình của một robot cụ thể trên cấu hình xe có thể chỉ xuất hiện ba giờ một lần.
“Dữ liệu tương tự có thể được sử dụng để bảo trì dự đoán có thể được sử dụng để đánh giá chất lượng hoặc sử dụng năng lượng. Mỗi lần chúng tôi thêm thiết bị, chúng tôi không cần phải tự hỏi: “Có cần thu thập dữ liệu không? Đó là một chính sách tự động”, Eric Marchiol nói thêm. "Chúng tôi đã khai mở metaverse, nhưng chúng tôi cần triển khai nó ở mọi nơi với nhiều chức năng hơn”.
Trong khi đó, các nhà sản xuất ô tô khác cũng đang bày tỏ sự tin tưởng vào công nghệ bản sao kỹ thuật số mới này để thúc đẩy hiệu quả, đổi mới và tiết kiệm chi phí. GM, làm việc với General Electric, đã phát triển cái gọi là Virtual Factory Testbed để mô hình hóa các quy trình sản xuất theo đơn đặt hàng; bản sao kỹ thuật số cũng thử nghiệm sự tích hợp của các hệ thống vật lý và thông tin trên sàn nhà máy.
Mercedes, được mô tả là một trong những khách hàng như "ngọn hải đăng" của Nvidia, sẽ hợp tác với nhà cung cấp để xây dựng một nhà máy bản sao kỹ thuật số của nhà máy ở Rastatt, Đức, nơi họ sẽ sản xuất những chiếc xe "hạng sang" chạy hoàn toàn bằng điện trên nền tảng MMA sắp ra mắt bắt đầu từ năm 2024. Bằng cách sử dụng bản sao kỹ thuật số, Mercedes có thể kiểm tra việc triển khai nền tảng cũng như các công cụ và quy trình của nền tảng mà không làm gián đoạn hoạt động sản xuất hiện có.
BMW iX1 được sản xuất tại Regensburg, Đức. Nhà máy này là một trong những nhà máy đầu tiên trong mạng lưới của BMW được lập bản đồ kỹ thuật số hoàn toàn.
BMW, giống như Mercedes, đang dựa vào công nghệ bản sao kỹ thuật số khi họ chuẩn bị mạng lưới nhà máy của mình để chế tạo ô tô chạy hoàn toàn bằng điện, cũng như được xác định bằng phần mềm. Mô hình iFactory của hãng xe này nhằm mục đích "lập kế hoạch và mô phỏng tất cả các quy trình và toàn bộ hệ thống sản xuất ảo 100%”.
"Lập kế hoạch sản xuất có thể tích hợp sản phẩm ảo vào nhà máy ảo ở giai đoạn đầu", Michele Melchiorre, người đứng đầu hệ thống sản xuất, cửa hàng công cụ lập kế hoạch, xây dựng nhà máy của BMW, cho biết. "Điều này làm giảm nỗ lực lập kế hoạch và chi tiêu vốn, đồng thời, đảm bảo các quy trình hiệu quả hơn và ổn định hơn trong quá trình tăng tốc”.
Nhà máy của BMW ở Regensburg hiện đã được lập bản đồ kỹ thuật số đầy đủ và bộ đôi kỹ thuật số của nó đang được sử dụng để lập kế hoạch cấu trúc và cấu hình nhà máy trong tương lai. Các nhà máy khác của BMW với công nghệ bản sao kỹ thuật số bao gồm nhà máy ở Mỹ tại Spartanburg, Nam Carolina và cơ sở ở Munich.
BMW cho hay họ sẽ hoàn thành việc quét kỹ thuật số tất cả các nhà máy của mình vào "đầu năm 2023", hợp tác với NavVis, công ty chuyên về máy quét laser di động mà người vận hành đeo vào người khi họ di chuyển quanh khu vực nhà máy.
Phillip Quadstege, giám đốc giải pháp cấp cao của nhà máy kỹ thuật số tại NavVis cho biết: “Chúng tôi đang hướng tới hình ảnh hóa nhà máy của bạn theo thời gian thực”.
Công ty khởi nghiệp của Đức hiện đang hợp tác với một số nhà sản xuất ô tô lớn để quét và số hóa tất cả tài sản nhà máy của họ.
Máy quét NavVis chụp thiết bị ở tầng sản xuất ở vị trí chính xác của nó, cũng như không gian vật lý xung quanh dụng cụ lên đến trần nhà. Điều đó có thể xác định lượng không gian còn lại cho công cụ mới, điều này rất quan trọng nếu các nhà sản xuất ô tô muốn mở rộng sản lượng.
Công cụ mới đạt tiêu chuẩn với đại diện kỹ thuật số của riêng nó, Quadstege và các chuyên gia khác cho biết, nhưng thiết bị cũ hơn cần được quét từng mảnh một.
"Hầu hết dữ liệu mà các công ty có đều đã lỗi thời”, Quadstege nói. "Rất nhiều công ty vẫn làm việc ở dạng 2D”. Ngay cả công cụ mới cũng cần được quét một lần tại chỗ, bởi vì sơ đồ địa điểm có thể khác với cài đặt thực tế, khiến cho bản sao kỹ thuật số không chính xác.
Khi một nhà máy được quét, NavVis sẽ tạo một bản sao kỹ thuật số bằng công nghệ điện toán đám mây.
Quadstege cho rằng khả năng cho bất kỳ ai, ở bất kỳ đâu trong công ty nhìn thấy những gì đang xảy ra trong một nhà máy có thể cách xa hàng nghìn km là yếu tố chính tạo ra lợi ích từ bản sao kỹ thuật số.
"Có rất nhiều tiềm năng nếu bạn giới thiệu tính minh bạch”, Quadstege nói thêm. "Bạn có thể giảm đầu tư, chất lượng sản phẩm tăng lên và bạn đạt được hiệu quả trong việc lập kế hoạch”.
Bởi vì các nhà máy cạnh tranh với nhau để phân bổ phương tiện và đầu tư, nên sự minh bạch như vậy có thể được coi là một mối đe dọa. Thực tế, các nhà quản lý nhà máy lo lắng về nhà máy của họ so với những nhà máy khác. Nhưng mặt khác, họ sẽ không thể tránh được số hóa là một xu thế của tương lai.