L gemeni digitali Au devenit un instrument puternic de transformare a diverselor sectoare, iar industria vehiculelor ar putea obține avantaje importante. Adevărul este că proprietățile AI, simulările pe computer și HPC, au schimbat modul în care sunt proiectate mașinile, scurtând termenele limită, îmbunătățind marjele de profit și făcându-le din ce în ce mai bune ca performanță și fiabilitate.
Deși chestia asta despre gemenii digitali îți poate suna chinezesc, adevărul este că este ceva foarte comun în Lumea tehnologieiși acum îi vei înțelege importanța...
gemeni digitali
De la primele tabele de desen, în care inginerul a desenat pur și simplu schițele a ceea ce va fi mașina și apoi a pus-o în producție, până la apariția CAD-ului care a permis un design computerizat mai sofisticat, până la noile sisteme de simulare pentru a verifica dacă totul funcționează. corect înainte de a o pune în practică, până la sosirea lui gemeni digitali moderni, sectorul a evoluat foarte mult.
Un geamăn digital este o reprezentare virtuală, detaliată și actualizată a unui obiect sau proces fizic real, în acest caz o mașină. Funcționează ca o oglindă a lumii reale, reflectând în timp real starea, comportamentul și caracteristicile obiectului fizic de care este legat, fie că este o structură, un mecanism sau un motor sau un set de sisteme diferite care lucrează împreună. Deși în aviație sunt deja normale, pentru a îmbunătăți fiabilitatea și a evita eventualele probleme, și mașinile încep să profite de ele.
La crearea unui geamăn digital a unei mașini implică un proces complex care integrează diverse tehnologii și discipline:
- Colectare de date: Primul pas este colectarea unei cantități mari de date despre vehicul, inclusiv date de proiectare, cum ar fi specificațiile tehnice, desenele CAD și modelele 3D, datele senzorilor pentru a obține informații în timp real despre mașină, cum ar fi temperatura, viteza, frânele, transmisie, putere, RPM etc., precum și date istorice din înregistrări precum întreținere, reparații, kilometraj etc. De asemenea, este necesară compilarea datelor din mediu, cum ar fi condițiile meteorologice, traficul, condițiile drumurilor etc. Prin urmare, spre deosebire de simulările convenționale, acestea nu pot fi făcute înainte ca vehiculul să fi fost fabricat, deoarece este necesar cel puțin un prototip fizic funcțional.
- Modelare și simulare: Odată ce aceste date au fost colectate, sunt procesate și utilizate pentru a crea modele virtuale detaliate ale vehiculului, adică sunt transmise unui computer folosind un software special pentru a crea un model fizic al mașinii, cu toate componentele, structurile, etc. În plus, trebuie generat și un model comportamental, adică sistemul este capabil să simuleze funcționarea vehiculului în diferite scenarii, medii și situații cu care se poate confrunta modelul real. Se va crea și un model de date, care provine din informațiile furnizate sau colectate de mașina reală.
- Integrare și vizualizare: diferitele modele sunt integrate într-o singură platformă care vă permite să vizualizați geamănul digital al mașinii în 3D. Această platformă oferă diverse funcționalități, precum posibilitatea de a vedea starea actuală în timp real a vehiculului care funcționează în realitate, fie în condiții de drum, fie pe un banc de probă, obținând date de la senzori. De asemenea, va simula diferitele scenarii sau condiții și situații ipotetice cu care se poate confrunta mașina reală. Un alt lucru interesant este să ai instrumente software pentru a analiza și prelucra datele obținute pentru a obține informații valoroase.
Această formă de feedback-ul între modelul real și geamănul digital, ne poate permite să anticipăm eventualele defecțiuni sau defecțiuni, ceea ce oferă producătorilor un instrument puternic de îmbunătățire a calității și performanței vehiculelor lor, pe lângă proiectarea unui plan de întreținere preventivă mai bun, verificând dacă poate îndeplini garanții, durată de viață utilă etc.
Unde și cum sunt rulați sau testați gemenii digitali auto?
Gemenii digitali ale mașinii merg mai departe servere sau supercalculatoare puternice, care au capacitatea de procesare necesară pentru a gestiona volume mari de date și pentru a efectua simulări complexe. Cu cât capacitățile de calcul sunt mai mari, cu atât se pot face mai rapid simulările sau se pot introduce mai multe variabile posibile, ceea ce va însemna că geamănul digital va fi mai asemănător cu cel real. Testarea acestor gemeni se efectuează în diferite medii:
- Medii virtuale- Simulatoarele virtuale de conducere sunt folosite pentru a testa comportamentul vehiculului în diferite scenarii, cum ar fi piste de testare, medii urbane sau drumuri montane. Acesta este ceea ce a fost folosit de mult timp în F1 și alte competiții. În acest fel, comportamentul modelului real poate fi testat în diferite medii sau pot fi aplicate îmbunătățiri modelului digital pentru a vedea cum se comportă înainte de a ajunge pe pistă, a investiga cele mai bune setări etc.
- Medii reale: În unele cazuri, gemenii digitali sunt conectați la vehicule fizice pentru testare în condiții de condus din lumea reală. Acest lucru permite colectarea de date suplimentare și validarea preciziei simulărilor. De exemplu, în F1, continuând cu cazul precedent, se testează pe pistă și se face o corecție între realitate/virtual dacă este cazul.
De ce atâtea probleme?
Gemeni digitali auto oferă o varietate de aplicații, cum ar fi:
- Design și dezvoltare- Permiteți inginerilor să testeze diferite modele și configurații virtual, înainte de a construi prototipuri fizice. Acest lucru reduce costurile, scurtează timpii de dezvoltare și îmbunătățește calitatea produsului final.
- Întreținere predictivă- Prin analiza datelor din geamănul digital, este posibil să se prezică când anumite componente ale vehiculului sunt susceptibile să se defecteze, permițând efectuarea de întreținere preventivă și evitarea defecțiunilor neașteptate.
- Optimizarea performanței- poate fi folosit pentru a optimiza performanța vehiculului, cum ar fi aerodinamica, consumul de combustibil sau emisiile. Corecțiile sau îmbunătățirile pot fi implementate în modelul digital și testate, iar apoi trecute la modelul real.
- Dezvoltarea vehiculelor autonome: Ele sunt, de asemenea, esențiale pentru dezvoltarea vehiculelor autonome, deoarece permit testarea și validarea sistemelor de conducere autonomă în diferite scenarii, fără a fi nevoie să pună în pericol vreo ființă vie sau să compromită prototipul real în timpul testării.