Digitalni dvojče
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato práce se zabývá problematikou týkající se technologie digitálních dvojčat, která se rozvíjí v průběhu stávající 4. průmyslové revoluce primárně založené na digitalizaci napříč průmyslovými odvětvími a v blízké budoucnosti může být při správné aplikaci jedním ze stěžejních prvků většiny průmyslových procesů. Digitální dvojče představuje virtuální reprezentaci fyzického objektu (stroje, funkční komponenty například v rámci automobilů nebo dokonce i část lidského těla), se kterým si prostřednictvím vytvořeného komunikačního kanálu navzájem předává informace v podobě dat důležitých pro cílové funkce digitálního dvojčete. S využitím získaných dat, algoritmu řízení této technologie a prostřednictvím simulačních modelů obsažených ve virtuálním prostoru digitálního dvojčete umožňuje tato technologie práci v reálném čase, jejíž náplní je provedení analýzy provozního stavu za účelem jeho vyhodnocení, korekce či, s použitím tzv. „what-if“ analýz, dokonce i jeho predikce s cílem dosažení co nejefektivnějšího využití reálných objektů v průběhu jejich celého životního cyklu (výrobní proces objektu, provoz a údržba objektu, likvidace objektu). Hlavními výstupy této práce jsou, z rešeršního hlediska, provedení kritického zhodnocení současného stavu aplikace digitálních dvojčat v rámci průmyslového světa a vytvoření algoritmu tvorby digitálního dvojčete, z praktického hlediska pak tvorba vybraných vstupních 3D analýz (simulačních modelů) a tvorba redukovaného ROM modelu za účelem tvorby základních stavebních kamenů pro digitální dvojče dvoustupňové vlakové převodovky. Pro praktickou část byl použit systémový balík Ansys Workbench a relativně nový systém pro výpočet dynamických úloh s názvem Ansys Motion.
This thesis deals with the issue related to digital twin technology, which is developing during the current 4th industrial revolution primarily based on digitization across industries and in the near future, if properly applied, can be one of the core elements of most industrial processes. A digital twin represents a virtual representation of a physical object (machines, functional components, for example, within cars or even a part of the human body), with which it transmits information to each other in the form of data important for the target functions of the digital twin through the created communication channel. With the use of the obtained data, the control algorithm of this technology and through simulation models contained in the virtual space of the digital twin, this technology enables real-time work, the purpose of which is to perform an analysis of the operational state for the purpose of its evaluation, correction or, using the so-called "what-if" analyses, even its prediction, with the aim of achieving the most efficient use of real objects during their entire life cycle (production process of the object, operation and maintenance of the object, disposal of the object). The main outputs of this work are, from a research point of view, the performance of a critical evaluation of the current state of the application of digital twins within the industrial world and the creation of a digital twin creation algorithm, from a practical point of view, the creation of selected input 3D analyzes (simulation models) and the creation of a reduced ROM model for the purpose of creating basic building blocks for a digital twin of two-stage train transmission. For the practical part the Ansys Workbench system package and a relatively new system for calculating dynamic tasks called Ansys Motion were used.
This thesis deals with the issue related to digital twin technology, which is developing during the current 4th industrial revolution primarily based on digitization across industries and in the near future, if properly applied, can be one of the core elements of most industrial processes. A digital twin represents a virtual representation of a physical object (machines, functional components, for example, within cars or even a part of the human body), with which it transmits information to each other in the form of data important for the target functions of the digital twin through the created communication channel. With the use of the obtained data, the control algorithm of this technology and through simulation models contained in the virtual space of the digital twin, this technology enables real-time work, the purpose of which is to perform an analysis of the operational state for the purpose of its evaluation, correction or, using the so-called "what-if" analyses, even its prediction, with the aim of achieving the most efficient use of real objects during their entire life cycle (production process of the object, operation and maintenance of the object, disposal of the object). The main outputs of this work are, from a research point of view, the performance of a critical evaluation of the current state of the application of digital twins within the industrial world and the creation of a digital twin creation algorithm, from a practical point of view, the creation of selected input 3D analyzes (simulation models) and the creation of a reduced ROM model for the purpose of creating basic building blocks for a digital twin of two-stage train transmission. For the practical part the Ansys Workbench system package and a relatively new system for calculating dynamic tasks called Ansys Motion were used.
Description
Citation
KOPEČEK, P. Digitalni dvojče [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D. (místopředseda)
Bauer Tomáš, Ing. (člen)
Machač Jakub, Ing. (člen)
Šopík Lukáš, Ing. (člen)
Date of acceptance
2023-06-21
Defence
Student seznámil zkušební komisi s průběhem řešení, výsledky a závěry své závěrečné práce. V návaznosti na posudek oponenta zodpovídal následující otázky oponenta:
1) Prosím o popsání způsobu výběru a stanovení okrajových podmínek u vykonané harmonické analýzy
Hodnocení odpovědi:
Zodpověděl
2) Prosím o nastínění dalších kroků, které by bylo nutné vykonat za účelem dosažení digitálního dvojčete, a to včetně
způsobu verifikace výpočtových modelů.
Hodnocení odpovědi:
Zodpověděl
Dále byly členy komise studentu položeny následující otázky:
Jaké SW byly využity pro řešení práce?
Hodnocení odpovědi:
Zodpověděl
Jaké programy je možné využít pro sestavení digitálního dvojčete?
Hodnocení odpovědi:
Zodpověděl
Jaký je přínos digitálního dvojčete?
Hodnocení odpovědi:
Zodpověděl
Jaké byly využity modely pro redukovaná tělesa a proč?
Hodnocení odpovědi:
Zodpověděl
Jaký parametr MKP určuje výpočetní čas?
Hodnocení odpovědi:
Zodpověděl
Jaké bylo nastavení modální analýzy?
Hodnocení odpovědi:
Zodpověděl
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení