Революция в машиностроении и робототехнике: взгляд инсайдера на Unity и реальность Digital Twins
Томас Стригл имеет более 18 лет опыта разработки и распространения симуляций и заказов программных решений. Он признает, что современная робототехника и машиностроение требуют инновационных решений. Именно поэтому Томас в 2018 году основал сайт realvirtual.io, чтобы использовать возможности игровых технологий для решения сложных задач сложных систем автоматизации. В этой статье Томас делится своими мыслями о месте Unity в отрасли и о важности Digital Twins.
Мое видение цифровых двойников в промышленности
Индустрия машиностроения и робототехники быстро развивается под влиянием цифровой трансформации. Конечно, мы не можем игнорировать слона в комнате — цифрового двойника. Этот термин стал модным словом, им пользуются в маркетинговых кампаниях и отраслевых конференциях. Несмотря на невероятный потенциал концепции, я считаю, что важно не ограничиваться шумихой и сосредоточиться на реальных приложениях.
Digital Twins совершают революцию в планировании, мониторинге и оптимизации производства и работы заводов. My Vision заключается в полной реализации их потенциала путем бесшовной интеграции на всех этапах жизненного цикла производства, от начального проектирования до работы в реальном времени.
Центральное место в этом Vision занимает синхронизация Digital Twins с инструментами инженерного планирования, такими как системы CAD и ПО для проектирования электрооборудования и автоматизации. Обеспечивая обновление Digital Twins в реальном времени по мере изменения этих инструментов, заводы могут поддерживать непрерывное, точное представление своих активов и процессов. Это позволяет создать замкнутую систему, в которой проектные и эксплуатационные данные будут бесшовно передаваться, сокращая разрыв между планированием и выполнением.
В сочетании с 3D-визуализацией и интерфейсами «человек-машина» (HMI) в реальном времени, Digital Twins предоставляют интуитивно понятный оператору и инженеру способ взаимодействия с окружениями для производства в реальном времени. Благодаря надежным промышленным стандартам связи, таким как OPC UA, MQTT и Profinet, эти двойники интегрируются с реальными системами, создавая «цифровые тени», повторяющие текущие операции.
Такой синергизм в реальном времени между проектированием, проектированием и производством позволяет заводам оптимизировать рабочие процессы, сокращать количество ошибок и быстрее адаптироваться к изменениям. Результатом этого стала более интеллектуальная и взаимосвязанная производственная среда, повышающая эффективность, гибкость и инновации.
Использование решений реального времени в робототехнике и машиностроении
Среда реального времени — это мощное решение проблем машиностроения и робототехники, которое позволяет командам создавать приложения для широкого спектра областей применения, включая:
Проверка проекта: Создавайте высококачественные симуляции для проверки проектов перед физическим производством. Это снижает количество ошибок, сокращает циклы разработки и улучшает конечные результаты.
Виртуальный ввод в эксплуатацию: Инженеры могут моделировать и тестировать логику управления машиной в виртуальной среде, избегая дорогостоящих задержек и ошибок при физической настройке. Например, подключив реального робота и контроллеры PLC к цифровой модели.
3D-интерфейсы «человек-машина» (HMI): Создавайте интерактивные и интуитивно понятные HMI, упрощающие управление оборудованием и его понимание операторами.
Обучение ИИ зрения: Моделируйте кадры реальных камер, выполняйте синтетическую аннотацию данных и обучайте алгоритмы Vision AI, особенно для робототехнических систем.
Сообщение с участниками: Создавайте иммерсивные визуализации или VR-приложения, которые сделают сложные идеи понятными участникам нетехнического профиля.
Куда вписывается realvirtual.io
Специализированные инструменты, такие как realvirtual.io, используют возможности реального времени специально для машиностроения и робототехники. Realvirtual.io — это дополнительный ресурс, который предоставляет набор инструментов для разработки Digital Twins, выходящих за рамки визуализации.
С помощью этих инструментов пользователи могут:
- определять кинематику сложных механизмов
- добавить виртуальные приводы и датчики
- интерфейс с реальными контроллерами роботов или PLC для виртуального ввода в эксплуатацию
- создавать 3D HMI
- проводить симуляции, имитирующие поведение физических машин
Digital Twins также играют жизненно важную роль в обучении специалистов по применению технологий извилистых нейросетей (CNN) в промышленности Vision. Генерируя синтетические, высокореалистичные массивы данных в смоделированных средах, они позволяют системам ИИ эффективно осваивать сложные задачи распознавания и принятия решений еще до появления реальных продуктов или производства, ускоряя развертывание и повышая точность в реальных условиях.
Чтобы упростить этот процесс, наш новый продукт AI Builder упрощает создание современных готовых к использованию ИИ Digital Twins и поддерживает обучение ИИ непосредственно в экосистеме Unity, упрощая как никогда развертывание промышленных приложений на основе ИИ.
Мое мнение: Unity как будущее Digital Twins
Многообещающий выпуск Digital Twins впечатляет, но я считаю, что крайне важно оставаться в стороне. Хотя яркие выражения вызывают бурю шума, именно практическое применение по-настоящему ценно.
По моему опыту могу сказать, что мощь Unity заключается в том, что она позволяет командам создавать решения, решающие реальные проблемы, от улучшения дизайна до улучшения коммуникации или снижения количества ошибок при вводе в эксплуатацию. При использовании открытой экосистемы разработки и открытого исходного кода Realvirtual.io внедрение новой идеи, интерфейса или взаимодействия с пользователем становится намного проще. Результаты можно увидеть быстро, не дожидаясь долгих циклов выпуска ПО.
Unity выделяется тем, что она одновременно мощная и доступная. Его возможности рендеринга в реальном времени, надежная экосистема и адаптируемость делают его идеальным для решения реальных проблем в технике и робототехнике. Особую ценность ему придают модульность, открытость и экосистема — бесконечный набор инструментов и расширений, доступных в Unity Asset Store и его менеджере пакетов, многие из которых изначально были созданы для игр, но легко воплощаются в промышленных приложениях.
Вот один из решающих моментов, который отличает Unity: он позволяет создавать и поставлять приложения практически на любую платформу без необходимости в облачном рендеринге. Это означает, что вы можете создать цифрового двойника и развернуть его несколькими способами, например:
- Мобильное приложение для использования на ходу.
- Настольные приложения для Windows, Linux или macOS.
- Иммерсивное приложение для Meta Quest или других VR/AR-устройств.
- Решение на основе WebGL доступно непосредственно в браузере.
Начнем разговор
Буду рад услышать ваши мысли. Вы используете Unity в проектах, связанных с оборудованием или робототехникой? Какие задачи вы решаете и как вы видите развитие Digital Twins? Пожалуйста, делитесь впечатлениями — я всегда горю желанием учиться у других в этой интересной области.
В этой статье отражены мои личные идеи и опыт работы с Unity и технологиями цифровых двойников. Сосредоточимся на действительно важном — на достижении результатов, которые изменят подходы к проектированию, строительству и эксплуатации оборудования в наше время.
