DE102022107838A1

DE102022107838A1 - System und verfahren zur verwaltung eines digitalen zwillings

Info

Publication number: DE102022107838A1
Application number: DE102022107838.8A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Sakata; Yoshinari Hori; Daisuke Ito; Toshihiko Kashiyama; Taisuke UETA; Masaaki Iwasaki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2021-04-08
Filing date: 2022-04-01
Publication date: 2022-10-13
Also published as: JP2022161342A; US20220326680A1; US11619923B2

Abstract

Ein System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings verwaltet ein virtuelles Modell, das ein tatsächliches physisches System in einem virtuellen Raum auf Echtzeitbasis darstellt. Um ein integriertes virtuelles Modell zu erzeugen, indem ein zweites virtuelles Modell zu einem ersten virtuellen Modell hinzugefügt wird, extrahiert ein Prozessor des digitalen Zwillingssystems mehrere Teile, die gemeinsam in dem ersten virtuellen Modell und dem zweiten virtuellen Modell verwendet werden können, erzeugt mehrere integrierte virtuelle Modelle, die Kandidaten für ein integriertes virtuelles Modell sind, indem er die extrahierten Teile ändert, die gemeinsam verwendet werden können, berechnet eine Bewertung jedes der erzeugten integrierten virtuellen Modelle und gibt Konfigurationsinformationen bezüglich jedes der Kandidaten für das integrierte virtuelle Modell und eine Bewertung des Kandidaten für das integrierte virtuelle Modell in Verbindung miteinander aus.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings und ein Verfahren zur Verwaltung eines digitalen Zwillings.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ein physikalisches Cybersystem (CPS), das einen digitalen Zwilling in einer Cyberwelt (einer digitalen Welt) verwendet, um ein Gerät, einen Prozess, eine Anlage oder ein System in der realen Welt darzustellen, um ein Phänomen zu verstehen, vorherzusagen oder zu optimieren, wurde untersucht. Mithilfe eines digitalen Zwillings kann das Verhalten eines physischen Geräts oder Ähnliches durch eine Simulation in einem digitalen Raum oder durch ein anderes Analyseverfahren vorhergesagt oder überprüft werden. Um die Konfiguration eines digitalen Zwillings zu vereinfachen, wurde ein Verfahren zur Implementierung einer effizienten Konfiguration entsprechend einem Zielgerät oder Ähnlichem vorgeschlagen (US-Patent Nr. 10274915 und Veröffentlichung der US-Patentanmeldung Nr. 2014/0019104 ).
Neben einem digitalen Zwilling ist auch eine Technologie bekannt, um in einem Fall, bei dem mehrere Muster von Prozessen gegeben sind, die sich nur in Parametern voneinander unterscheiden, die Prozesse auszuführen und dabei überlappende Teile wegzulassen, um die Effizienz von maschinellen Lernprozessen zu erhöhen ( JP-2012-160014-A ).
Wenn bei einem digitalen Zwilling eine Simulation des Verhaltens eines physischen Geräts oder dergleichen in einem digitalen Raum oder ein anderes Analyseverfahren verwendet wird, um die Leistung vorherzusagen oder einen Fehler zu bestimmen/zu verifizieren, wird ein zusätzliches Analyseverfahren angewandt oder es werden in einigen Fällen Informationen über einen zusätzlichen Sensor usw. zum Beispiel zu dem Simulationsmodell oder dem Analysemodell (im Folgenden als Modell bezeichnet) hinzugefügt, so dass eine Ergänzung oder Aktualisierung eines Modells durchgeführt wird.
In einer digitalen Zwillingsumgebung (Sensor, Konfiguration/Datenverwaltung, Modell) zur Schätzung der verbleibenden Lebensdauer eines Motors eines Bearbeitungsgeräts wird beispielsweise eine zusätzliche Funktion zur Schätzung des Abnutzungsgrads eines Bohrers, der ein Verschleißteil des Bearbeitungsgeräts ist, hinzugefügt.
In diesem Fall braucht ein Benutzer, der ein Systemverwalter oder ähnliches ist, Zeit, um festzustellen, ob das Hinzufügen oder Aktualisieren der Funktion für die bestehende Umgebung des digitalen Zwillings geeignet ist oder nicht, und um an jedem Standort einen Bereich zu erkennen, der durch das Hinzufügen oder Aktualisieren geändert werden oder betroffen sein soll.
Die herkömmlichen Technologien offenbaren ein Verfahren zur dynamischen Konfiguration eines neuen digitalen Zwillings, aber keine dieser Technologien offenbart ein Konfigurationsverfahren, bei dem eine mögliche Auswirkung auf eine bestehende digitale Zwillingsumgebung in Betracht gezogen wird. Daher ist die Benutzerfreundlichkeit gering.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben genannten Probleme durchgeführt, und ein Ziel davon ist es, ein System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings und ein Verfahren zur Verwaltung eines digitalen Zwillings mit verbesserter Benutzerfreundlichkeit bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um die vorstehenden Probleme zu lösen, wird ein System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Verwaltung eines digitalen Zwillings bereitgestellt, der ein tatsächliches physisches System in einem virtuellen Raum darstellt, wobei das System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings einen Prozessor und einen Speicher enthält, der ein vorbestimmtes Computerprogramm, das von dem Prozessor ausgeführt wird, speichert. In dem System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings extrahiert der Prozessor, um durch Hinzufügen eines zweiten Szenarios zu einem ersten Szenario, das einen digitalen Zwilling bildet, ein integriertes Szenario zu erzeugen, mehrere Teile, die in dem ersten Szenario und dem zweiten Szenario gemeinsam verwendet werden können, erzeugt mehrere Kandidaten für ein integriertes Szenario, die Kandidaten des integrierten Szenarios sind, indem er die extrahierten Teile, die gemeinsam verwendet werden können, ändert, berechnet eine Bewertung jedes der Kandidaten für ein integriertes Szenario und gibt Konfigurationsinformationen bezüglich jedes der Kandidaten für ein integriertes Szenario und die Bewertung des Kandidaten für ein integriertes Szenario in Verbindung miteinander aus.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Konfigurationsinformationen und die Bewertung für jeden Kandidaten für ein integriertes Szenario, das durch Hinzufügen des zweiten Szenarios zu dem ersten Szenario gebildet wird, das den digitalen Zwilling bildet, ausgegeben werden, so dass ein Benutzer in Bezug auf die ausgegebenen Konfigurationsinformationen und die Bewertung eine mögliche Auswirkung durch Aktualisieren des digitalen Zwillings bestimmen kann. Dadurch wird die Benutzerfreundlichkeit verbessert.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm einer Einheit zur Verwaltung eines digitalen Zwillings gemäß der vorliegenden Ausführungsform;
2 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Systems zur Verwaltung eines digitalen Zwillings und eines Verwaltungssystems für das Internet der Dinge (IoT);
3 ist ein Hardware-Konfigurationsdiagramm eines Computers, der in dem System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings verwendet wird;
4 zeigt ein Beispiel für eine Geräteverwaltungsdatenbank;
5 zeigt ein Beispiel für eine Konfigurationsdatenbank für einen digitalen Zwilling;
6 zeigt ein Beispiel für eine Analysemodell-Datenbank;
7 zeigt ein Beispiel für eine Datenbank mit Gruppierungsrichtlinien;
8 zeigt ein Beispiel für eine Datenbank zur Verwaltung von Datenspeichern;
9 zeigt ein Beispiel für eine Datenbank mit Szenariovorlagen;
10 zeigt ein Beispiel für eine Datenbank mit Szenarioanwendungsplänen;
11 zeigt ein Beispiel für eine Datenbank mit Szenarioinstanzen;
12 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zur Verwaltung eines digitalen Zwillings;
13 ist eine Vorlage für einen Prozessablauf, der in einem Szenario zur Schätzung der verbleibenden Motorlebensdauer enthalten ist;
14 ist eine Vorlage für einen Prozessablauf, der in einem Szenario zur Schätzung der verbleibenden Bohrerlebensdauer enthalten ist;
15 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel für einen Kandidaten für ein integriertes Szenario (aktualisierter Kandidat für einen digitalen Zwilling) zeigt;
16 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein weiteres Beispiel für einen Kandidaten für ein integriertes Szenario zeigt;
17 ist ein Beispiel für einen Bildschirm, auf dem einem Benutzer Informationen über Kandidaten für ein integriertes Szenario zur Verfügung gestellt werden;
18 ist ein Beispiel, das einen Teil des Bildschirms in 17 im Detail zeigt; und
19 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zur Verwaltung eines digitalen Zwillings gemäß einer zweiten Ausführungsform.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Ein System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings gemäß einer dieser Ausführungsformen enthält als Szenariovorlagen Konfigurationen, Datensätze, Datenverarbeitung, Verhaltensmodelle, Fehlermodelle und Prozessabläufe in einem System zur Vorhersage oder Analyse einer Restlebensdauer oder eines Fehlers.
Das System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings gemäß einer der Ausführungsformen kann als ein System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings betrachtet werden. Ein digitaler Zwilling ist eine Technologie zur Erfassung des Betriebszustands eines Geräts oder einer Vorrichtung, bei dem bzw. der es sich um ein tatsächliches physisches System handelt, von einem Sensor, und zur Erstellung eines Modells in einem virtuellen Raum in Bezug auf die erfassten Informationen. Ein in einem virtuellen Raum erstellter digitaler Zwilling wird mit einem realen System verknüpft. Diese Technologie kann beispielsweise zur Berechnung der verbleibenden Lebensdauer, zur Fehlerdiagnose, zur Ermittlung von Störungen und zur Leistungsanalyse verwendet werden.
Wenn in dem System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings gemäß einer der Ausführungsformen eine neue Szenariovorlage zu einer Umgebung des digitalen Zwillings hinzugefügt wird, die gerade ausgeführt wird, um ein integriertes Szenario zu erstellen, wird die Szenariovorlage mit der Konfiguration, den Daten, der Datenverarbeitung, einem Verhaltensmodell, einem Fehlermodell und einem Analysefluss in der bestehenden Umgebung verglichen. Infolgedessen erstellt das System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings mehrere Kandidaten, deren Konfiguration teilweise gemeinsam genutzt werden kann, berechnet eine Auswirkung (Bewertung), die von jedem der Kandidaten ausgeübt werden soll, und präsentiert das Berechnungsergebnis einem Benutzer.
Auf diese Weise kann ein Benutzer gemäß einer der Ausführungsformen objektiv einen Kandidaten auswählen, der anhand der Informationen und der Bewertungen der jeweiligen Kandidaten als optimal ermittelt wurde, so dass die Benutzerfreundlichkeit verbessert wird. Darüber hinaus kann gemäß einer der Ausführungsformen auch ein weniger erfahrener Benutzer einen digitalen Zwilling richtig verwalten.
[Erste Ausführungsform]
Die erste Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 1 bis 18 erläutert. 1 ist eine schematische Darstellung einer Einheit 120 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings, die eines der Elemente ist, die ein Verwaltungssystem 100 für einen digitalen Zwilling bilden.
Die Einheit 120 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings umfasst beispielsweise eine Einheit 10 zum Hinzufügen von Szenarien, eine Einheit 11 zur Extraktion gemeinsamer Punkte, eine Einheit 12 zur Erzeugung von Kandidaten, eine Bewertungseinheit 13, eine Eingrenzungseinheit 14 und eine Einheit 15 zur Darstellung von Informationen. Die Einheit 120 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings kann ferner eine Konfigurationsänderungseinheit 16 umfassen. Darüber hinaus kann die Einheit 120 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings eine Systembenachrichtigungseinheit 17 umfassen.
Wenn in der Einheit 120 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings die Einheit 10 zum Hinzufügen von Szenarien ein neues Szenario zu einem bestehenden Szenario hinzufügt, vergleicht die Einheit 11 zur Extraktion gemeinsamer Punkte einen Prozessablauf des bestehenden Szenarios mit einem Prozessablauf des neuen Szenarios und extrahiert einen Teil, der gemeinsam verwendet werden kann.
Durch die Änderung eines Teils, der gemeinsam verwendet werden kann, erzeugt die Einheit 12 zur Erzeugung von Kandidaten mehrere Kandidaten für ein integriertes Szenario (als integriertes Szenario oder aktualisiertes Szenario bezeichnet).
Die Bewertungseinheit 13 bewertet jeden der Kandidaten für ein integriertes Szenario nach einem vorbestimmten Bewertungsindex. Beispiele für den vorbestimmten Bewertungsindex umfassen die Auslastung von Computerressourcen und die Leistungsstabilität; Indizes, die direkt mit den Kandidaten für ein integriertes Szenario in Verbindung stehen und Elemente sind, die einen digitalen Zwilling bilden.
Neben diesen Bewertungsindizes oder anstelle dieser Bewertungsindizes kann ein Index verwendet werden, der sich auf ein separates System auswirkt, das mit einem tatsächlichen System (z. B. einem Industriegerät) verbunden ist. Beispiele für ein separates System, das mit einem tatsächlichen System verbunden ist, sind ein Produktionsmanagementsystem, ein Wartungsmanagementsystem und ein Bestandsmanagementsystem. Beispiele für die Auswirkung, die durch die Aktualisierung eines digitalen Zwillings, der mit einem tatsächlichen System verbunden ist, auf das separate System ausgeübt wird, sind eine Änderung der Anzahl der Produkte, die von dem tatsächlichen System produziert werden, eine Änderung der Inventarnummer von Wartungsteilen, die für die Wartung des tatsächlichen Systems erforderlich sind, und eine Änderung des Wartungsplans für das tatsächliche System.
Die Eingrenzungseinheit 14 wählt unter den von der Einheit 12 zur Erzeugung von Kandidaten erzeugten mehreren Kandidaten für ein integriertes Szenario einen oder mehrere Kandidaten aus, die einem Benutzer präsentiert werden sollen, anhand der von der Bewertungseinheit 13 berechneten Bewertungen. Die Eingrenzungseinheit 14 kann die Kandidaten für ein integriertes Szenario gemäß einer voreingestellten Gruppierungsrichtlinie gruppieren und einen Kandidaten mit der höchsten Bewertung in einer durch die Gruppierung gebildeten Kandidatengruppe auswählen. Zum Beispiel können die mehreren Kandidaten für ein integriertes Szenario gemäß einer Richtlinie wie einer Ressourcennutzungsrate, einer Änderungsrate einer Modellgenauigkeit und der Höhe der Änderung einer Prozesszeit gruppiert werden.
Die Einheit 15 zur Darstellung von Informationen präsentiert dem Benutzer den von der Eingrenzungseinheit 14 ausgewählten Kandidaten für ein integriertes Szenario über einen Bildschirm G1, der auf einer Überwachungsanzeige dargestellt wird. Der Informationsdarstellungsbildschirm G1 umfasst beispielsweise einen Kandidatenanzeigeabschnitt GP11 und einen Bewertungsanzeigeabschnitt GP12. Wie in 17 dargestellt, die später erläutert wird, kann der Bildschirm G1 einen Bereich zur Anzeige einer allgemeinen Beschreibung einer Aktualisierung enthalten.
Im Kandidatenanzeigeabschnitt GP11 wird eine allgemeine Beschreibung eines oder mehrerer Kandidaten für ein integriertes Szenario angezeigt. Die allgemeine Beschreibung umfasst einen Prozessablauf eines ersten Szenarios, einen Prozessablauf eines zweiten Szenarios und einen gemeinsamen Prozessablauf (Prozessablauf einer gemeinsamen Ebene), der z. B. sowohl im ersten als auch im zweiten Szenario verwendet wird. Jeder Prozessablauf muss nicht unbedingt im Detail angezeigt werden, solange er so dargestellt wird, dass der Benutzer die allgemeine Beschreibung verstehen kann. Ferner kann auf dem Bildschirm G1 eine Schaltfläche zur Anzeige der Details angeordnet sein, so dass die Details jedes Prozessablaufs angezeigt werden, wenn die Schaltfläche vom Benutzer betätigt wird. Das erste Szenario bezieht sich auf ein zusätzliches Zielszenario, zu dem ein weiteres Szenario (zweites Szenario) hinzugefügt werden soll. Das zweite Szenario ist ein hinzuzufügendes Szenario, das zu einem anderen Szenario (erstes Szenario) hinzugefügt werden soll. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Fall erläutert, bei dem ein zweites Szenario zu einem ersten Szenario hinzugefügt wird. Die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt und gilt auch für den Fall, dass mehrere zweite Szenarien zu einem ersten Szenario hinzugefügt werden.
Im Bewertungsanzeigeabschnitt GP12 werden für die jeweiligen Kandidaten für ein integriertes Szenario die auf einem vorgegebenen Bewertungsindex basierenden Bewertungen angezeigt. Im Bewertungsanzeigeabschnitt GP12 werden z.B. Namen zur Identifikation der jeweiligen Kandidaten für ein integriertes Szenario und Bewertungswerte (z.B. eine mögliche Auswirkung auf die Leistung, die Ressourcenteilungsrate, eine Zeitdauer für die Aktualisierung) angezeigt.
Die Konfigurationsänderungseinheit 16 aktualisiert, wenn der Benutzer einen der Kandidaten für ein integriertes Szenario auswählt, einen bestehenden digitalen Zwilling auf den ausgewählten Kandidaten für ein integriertes Szenario.
Die Systembenachrichtigungseinheit 17 sendet eine vorbestimmte Benachrichtigung an ein tatsächliches System (z. B. ein Industriegerät) und/oder ein mit dem tatsächlichen System verbundenes separates System, wenn die Aktualisierung auf einen Kandidaten für ein integriertes Szenario durchgeführt wird. Die vorbestimmte Benachrichtigung ist eine Information, die eine mögliche Auswirkung auf das tatsächliche System anzeigt, oder eine Information, die eine mögliche Auswirkung auf das mit dem tatsächlichen System verbundene separate System anzeigt.
Mit Bezug auf 2 wird die Gesamtkonfiguration eines IoT-Managementsystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert. Das loT-Managementsystem 1 umfasst beispielsweise das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings, eine Einheit 200 zur Ausführung eines Prozesses für einen digitalen Zwilling, Industriegeräte 300, ein Manufacturing Execution System (MES) 410 und ein loT-Gateway 420. Das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings und die Einheit 200 zur Ausführung eines Prozesses für einen digitalen Zwilling können aus Computern CS gebildet werden, die später unter Bezugnahme auf 3 erläutert werden.
Das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings verwaltet die Industriegeräte 300 in einer Fabrik und die Zustände der in den Industriegeräten 300 enthaltenen Komponenten. Die Einzelheiten des Systems 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings werden später erläutert.
Die Einheit 200 zur Ausführung eines Prozesses für einen digitalen Zwilling führt die Verarbeitung eines digitalen Zwillings durch. Die Einheit 200 zur Ausführung eines Prozesses für einen digitalen Zwilling umfasst beispielsweise eine Datenerfassungs/Verarbeitungseinheit 210, eine Szenarioausführungseinheit 220 und einen Datenspeicher 230. Nachfolgend kann die Datenerfassungs/Verarbeitungseinheit 210 als Datenerfassungseinheit 210 abgekürzt werden.
Die Datenerfassungseinheit 210 erhält Daten von einem Sensor 330 jedes Industriegeräts 300. Die von den Sensoren 330 erhaltenen Daten werden in dem Datenspeicher 230 gespeichert. Die Szenarioausführungseinheit 220 führt einen vorbestimmten Prozess zur Schätzung einer Restlebensdauer oder zur Erkennung einer Anomalie aus, zum Beispiel in Bezug auf die von den Sensoren 330 erhaltenen Daten und einen Prozessablauf.
Auf die oben beschriebene Weise empfängt die Einheit 200 zur Ausführung eines Prozesses für einen digitalen Zwilling Daten von den Industriegeräten 300 in der Fabrik, analysiert die Daten und gibt das Analyseergebnis aus. Wenn man die Anzahl und die Dauer der Kommunikationen zwischen der Einheit 200 zur Ausführung eines Prozesses für einen digitalen Zwilling und den Industriegeräten 300 in Betracht zieht, ist es vorzuziehen, dass der physische Abstand zwischen der Einheit 200 zur Ausführung eines Prozesses für einen digitalen Zwilling und jedem Industriegerät 300 so kurz wie möglich ist. Daher wird die Einheit 200 zur Ausführung eines Prozesses für einen digitalen Zwilling der vorliegenden Ausführungsform in der Fabrik, in der die Industriegeräte 300 angeordnet sind, oder in einem Gebäude in der Nähe der Fabrik installiert.
Die Platzierung der Einheit 200 zur Ausführung eines Prozesses für einen digitalen Zwilling in der Nähe der Industriegeräte 300 bringt den oben genannten Vorteil mit sich, aber die vorliegende Ausführungsform ist nicht auf diesen Fall beschränkt. Die Einheit 200 zur Ausführung eines Prozesses für einen digitalen Zwilling kann auch in einem großen Abstand zu den einzelnen Industriegeräten 300 angeordnet sein. Die Einheit 200 zur Ausführung eines Prozesses für einen digitalen Zwilling kann in einem Computer untergebracht sein, in dem auch das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings enthalten ist.
Jedes Industriegerät 300 ist ein Beispiel für das „tatsächliche System“ und wird in der Fabrik verwendet. Beispiele für die Industriegeräte 300 sind Schneidemaschinen, Pressmaschinen, Walzmaschinen, Spritzgießmaschinen, Trägergeräte, Trockenöfen, Heizöfen, Reaktionsöfen, Rührwerke, Zentrifugen und Verpackungsmaschinen. In der vorliegenden Ausführungsform werden Schneidemaschinen als ein Beispiel für ein Industriegerät 300 beschrieben.
Es ist zu beachten, dass die tatsächlichen Systeme nicht auf Industriegeräte beschränkt sind. Zum Beispiel kann eine Mensch-Maschine-Fördervorrichtung wie ein Aufzug oder eine Rolltreppe oder ein Gerät wie eine automatische Tür oder ein Luftgebläse, das in einem Büro, einer kommerziellen Einrichtung oder einer öffentlichen Einrichtung verwendet wird, als das tatsächliche System verwendet werden.
Jedes Industriegerät 300 der vorliegenden Ausführungsform umfasst beispielsweise einen Motor 310, einen Bohrer 320, den Sensor 330, eine Energiequelle 340 und eine nicht dargestellte Steuerung. Nach Erhalt von Energie von der Energiequelle 340, die als „Antriebsenergiequelle“ dient, wird der Motor 310, der als „Antriebsquelle“ dient, gedreht, um den Bohrer 320, der als „Verbrauchsartikel“ dient, zu drehen. Dementsprechend wird beispielsweise ein zu bearbeitender Gegenstand geschnitten.
Der Sensor 330 erfasst z. B. die Drehzahl des Motors 310, den Strom im Motor 310, die axiale Spannung im Motor 310 und das Drehmoment des Motors 310 und gibt digitale Daten aus. Es ist nicht notwendig, als Sensor 330, der in jedem Industriegerät 300 enthalten ist, einen tatsächlichen Sensor zu verwenden, der tatsächlich eine physikalische Größe eines zu messenden Objekts misst. Mindestens einer der Sensoren 330 kann ein virtueller Sensor sein, der Daten entsprechend den von einem tatsächlichen Sensor erhaltenen Messdaten ausgibt. Wenn die vom tatsächlichen Sensor erhaltenen Messdaten in eine vorgegebene Logik eingegeben werden, erhält man eine Ausgabe des virtuellen Sensors. Die vorgegebene Logik bezieht sich auf eine Logik (Analysemodell), die zur Schätzung des Verhaltens eines Ziels verwendet wird. Durch die vorgegebene Logik wird die Drehzahl oder das Drehmoment des Motors 310 entsprechend einem tatsächlichen Stromwert im Motor 310 geschätzt. Die vom tatsächlichen Sensor und die vom virtuellen Sensor erhaltenen Daten sind Beispiele für die „vom tatsächlichen System abgeleiteten Daten“.
Das MES ist 410 ein Produktionsausführungssystem. Das MES 410 ist kommunikationsfähig mit den Industriegeräten 300 verbunden. Das MES 410 erkennt die jeweiligen Zustände der Industriegeräte 300 und steuert die Produktionsschritte. Das MES 410 gibt einem Werker eine Anweisung und unterstützt die vom Werker ausgeführte Arbeit.
Das loT-Gateway 420 sammelt Daten von den Sensoren 330 der jeweiligen Industriegeräte 300 und überträgt die Daten an die Einheit 200 zur Ausführung eines Prozesses für einen digitalen Zwilling.
Das separate System 500 bezieht sich auf die Industriegeräte 300, die tatsächliche Systeme sind. Beispiele für das separate System 500 sind ein System zur Unterstützung der Konstruktion, ein Komponentenverwaltungssystem, ein Bestandsverwaltungssystem, ein Einkaufssystem, ein Wartungsmanagementsystem und ein Personalverwaltungssystem.
Das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings ist in der Lage, dem separaten System 500 Daten entsprechend den jeweiligen Analyseergebnissen bezüglich der Industriegeräte 300 zu liefern. Wenn sich beispielsweise die verbleibende Lebensdauer eines bestimmten Industriegeräts 300 oder einer Komponente davon ändert, muss ein Wartungsplan geändert, die Anzahl der zu bestehenden Komponenten angepasst und ein Inventar angepasst werden. Als solches führt das separate System 500 einen notwendigen Prozess in Bezug auf die von dem System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings bereitgestellten Informationen aus.
Die Einheit 120 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings verwaltet eine Datenbank T2 mit einer Konfiguration eines digitalen Zwillings, eine Analysemodelldatenbank T3, eine Gruppierungsrichtliniendatenbank T4, eine Datenbank T7 mit Szenario-Anwendungsplänen und eine Datenbank T8 mit Szenario-Instanzen. Die Einheit 120 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings führt den zuvor unter Bezugnahme auf 1 erläuterten Prozess sowie Prozesse aus, die später unter Bezugnahme auf 12 und 19 erläutert werden. Eine Datenspeicherverwaltungseinheit 140 verwaltet in der Datenbank T5 zur Datenspeicherverwaltung Metainformationen über die von den tatsächlichen Sensoren und den virtuellen Sensoren der Industriegeräte 300 gesammelten Daten. Eine Einheit 150 zur Verwaltung von Szenario-Vorlagen verwaltet die Datenbank T6 mit Szenario-Vorlagen. Eine Benutzerschnittstelle 160 für die Verwaltung implementiert eine Funktion zur Anzeige eines Verwaltungsbildschirms.
3 zeigt ein Beispiel für die Hardwarekonfiguration eines Computers CS, der als System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings oder als Einheit 200 zur Ausführung eines Prozesses für einen digitalen Zwilling verwendet werden kann.
Der Computer CS enthält z. B. einen Prozessor 101, einen Speicher 102, eine Zusatzspeichervorrichtung 103, eine Kommunikationsvorrichtung 104, eine Ausgabevorrichtung 105, eine Eingabevorrichtung 106 und eine Lese- und Schreibvorrichtung 107. Die Vorrichtungen 101 bis 107 sind über einen Bus 108 verbunden.
Der Prozessor 101 liest ein vorbestimmtes Computerprogramm, das von der Zusatzspeichervorrichtung 103 in den Speicher 102 übertragen wird, und führt das gelesene Programm aus, wodurch eine vorbestimmte Funktion implementiert wird. In einem Fall, in dem der Computer CS als System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings verwendet wird, ist die vorbestimmte Funktion eine Funktion des Systems100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings.
Die Kommunikationsvorrichtung 104 kommuniziert mit anderen Computern 200, 500, usw. über ein Kommunikationsnetz CN. Das Kommunikationsnetz CN kann eine öffentliche Leitung oder eine Standleitung sein.
Die Ausgabevorrichtung 105 liefert Informationen an einen Benutzer des Systems 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings, der z. B. ein Systemverwalter ist. Die Ausgabevorrichtung 105 ist zum Beispiel ein Bildschirm, ein Drucker oder eine Sprachsynthesevorrichtung.
Die Eingabevorrichtung 106 erhält eine Anweisung oder Information vom Benutzer. Die Eingabevorrichtung 106 ist z. B. eine Tastatur, ein Touchpanel, eine Zeigervorrichtung oder eine Spracherkennungsvorrichtung.
Die Lese- und Schreibvorrichtung 107 schreibt/liest Daten in/aus einem externen Speichermedium MM. Das externe Speichermedium MM ist z. B. ein Flash-Speicher, eine Festplatte, eine optische Platte oder ein Magnetband, auf dem gespeicherte Daten über einen längeren Zeitraum gehalten werden können.
Ein Computerprogramm oder Daten, die auf dem externen Speichermedium MM gespeichert sind, können von der Lese- und Schreibvorrichtung 107 in den Speicher 102 oder in die Zusatzspeichervorrichtung 103 übertragen werden. Ferner können ein Computerprogramm oder Daten, die in dem Speicher 102 oder der Zusatzspeichereinrichtung 103 gespeichert sind, zu dem externen Speichermedium MM übertragen werden. Ein Teil oder die Gesamtheit eines vorbestimmten Computerprogramms zur Implementierung jeder Funktion in dem System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings der vorliegenden Ausführungsform kann in dem externen Speichermedium MM gespeichert werden, und das externe Speichermedium MM kann auf dem Markt verkauft werden.
Alternativ kann ein vorbestimmtes Computerprogramm, das das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings betrifft, über das Kommunikationsnetz CN ohne Verwendung eines externen Speichermediums MM auf einen separaten Computer oder eine separate Speichervorrichtung (die nicht dargestellt sind) übertragen werden. Darüber hinaus kann das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings ein Computerprogramm oder Daten von einem externen Programmverteilungsserver (nicht dargestellt) empfangen und das Computerprogramm oder die Daten in der Zusatzspeichervorrichtung 103 speichern.
Die Ausgabevorrichtung 105 und die Eingabevorrichtung 106, die im Computer CS enthalten sind und für den Informationsaustausch mit einem Benutzer verwendet werden, können in einem vom Computer CS getrennten Bedienendgerät (nicht dargestellt) angeordnet sein. Beispielsweise kann ein Desktop-Personalcomputer, ein Laptop-Personalcomputer, ein Tablet-Endgerät, ein Mobiltelefon (oder das, was allgemein als Smartphone bezeichnet wird), ein mobiles Informationsendgerät oder ein tragbares Endgerät als Betriebsendgerät verwendet werden.
4 zeigt ein Beispiel für die Geräteverwaltungsdatenbank T1. In der Geräteverwaltungsdatenbank T1 werden Informationen über Geräte (die Industriegeräte 300) verwaltet, die von dem System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings verwaltet werden.
Die Geräteverwaltungsdatenbank T1 enthält z.B. eine Bestandskennung C11, einen Gerätenamen C12, ein Modell C13, Konfigurationsinformationen C14, einen Installationsort C15 und ein Installationsdatum C16.
Die Bestandskennung C11 ist eine Identifizierungsinformation zur eindeutigen Identifizierung jedes Industriegeräts 300, das von dem System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings verwaltet wird. Der Gerätename C12 ist ein Name des entsprechenden Industriegeräts 300 und eine Information, die den Gerätetyp angibt, z. B. eine „Schneidemaschine 001“, eine „Pressmaschine 007“ oder eine „Spritzgießmaschine 333“.
Das Modell C13 gibt Informationen zur Identifizierung der Modelle der Industriegeräte 300 desselben Typs an. Einige der Industriegeräte 300 desselben Typs weisen leicht unterschiedliche Spezifikationen auf, so dass für sie unterschiedliche Modellbezeichnungen angegeben werden.
Die Konfigurationsinformationen C14 sind Informationen, die die Konfiguration des entsprechenden Industriegeräts 300 angeben. Die Informationen, die die Konfiguration des entsprechenden Industriegeräts 300 angeben, beziehen sich beispielsweise auf die Anzahl der Hauptkomponenten, aus denen das entsprechende Industriegerät 300 besteht, und den Modelltyp jeder der Hauptkomponenten. Eine Liste der Hauptkomponenten, aus denen jedes Industriegerät 300 besteht, kann erstellt werden, und Informationen zur Identifizierung der Liste können in dem Feld der Konfigurationsinformationen C14 gespeichert werden.
Der Installationsort C15 ist eine Information zur Identifizierung des Standorts, an dem das entsprechende Industriegerät 300 installiert ist. Der Installationsort C15 kann z. B. durch eine Gebäudenummer und eine Liniennummer angegeben werden. Im Installationsort C15 können Werte gespeichert werden, die die Koordinaten in dem Standort der Fabrik angeben. Das Installationsdatum C16 gibt das Datum der Installation des entsprechenden Industriegeräts 300 in der Fabrik an.
5 zeigt ein Beispiel für die Datenbank T2 mit Konfigurationen eines digitalen Zwillings. In der Datenbank T2 mit Konfigurationen eines digitalen Zwillings wird die Konfiguration eines digitalen Zwillings verwaltet, der ein Industriegerät 300 in einem virtuellen Raum darstellt.
Die Datenbank T2 mit Konfigurationen eines digitalen Zwillings enthält beispielsweise eine Kennung des digitalen Zwillings (in den Zeichnungen als DTID abgekürzt) C21, einen Namen C22, eine Zielgerätekennung C23, Metainformationen C24, Überwachungsinformationen C25, eine Instanz C26 mit einem Konfigurationsszenario und Informationen C27 über die Beziehung eines digitalen Zwillings.
Die Kennung des digitalen Zwillings (DTID in der Figur) C21 gibt Informationen zur Identifizierung eines digitalen Zwillings an. Der Name C22 ist der Name des digitalen Zwillings. Der Name des digitalen Zwillings kann zumindest einen Teil des Namens eines Industriegeräts enthalten, das dem digitalen Zwilling entspricht.
Die Zielgerätekennung C23 gibt Informationen zur Identifizierung eines Industriegeräts 300 an, das dem digitalen Zwilling entspricht. Für die Zielgerätekennung C23 wird ein Wert verwendet, der mit dem der Bestandskennung C11 in der Geräteverwaltungsdatenbank T1 identisch ist.
Die Metainformationen C24 sind Metainformationen über den digitalen Zwilling. Beispiele für die Metainformationen sind ein Modellname, eine Seriennummer (S/N) und ein Installationsdatum.
Bei den Überwachungsinformationen C25 handelt es sich um Sensordaten, die das zugehörige Industriegerät 300 betreffen und vom digitalen Zwilling überwacht werden. Zur Verknüpfung mit Informationen, die in der Datenbank T5 zur Datenspeicherverwaltung verwaltet werden, wird DID C51 in den Überwachungsinformationen C25 gespeichert.
Bei den Sensordaten handelt es sich um Daten, die von einem realen Sensor 330 (tatsächlicher Sensor 330) oder von einem virtuellen Sensor stammen. Die Daten von einem virtuellen Sensor werden erhalten, wenn die vom tatsächlichen Sensor 330 erhaltenen Daten in eine vorgegebene Logik (Analysemodell) eingegeben werden.
Die Instanz C26 mit einem Konfigurationsszenario zeigt eine Instanz eines Konfigurationsszenarios an. Gemäß dem Szenario wird die verbleibende Lebensdauer eines Motors 310 z. B. anhand eines Motorstroms, einer Motorachsenspannung und einer Motordrehzahl geschätzt. Jede andere Art von Szenario kann vorbereitet werden.
Die Informationen über die Beziehung eines digitalen Zwillings C27 gibt Informationen über die Beziehung zu einem anderen digitalen Zwilling an. Zum Beispiel wird für einen digitalen Zwilling eines Schneidegeräts 001 (DTID: DT-001), der ein digitaler Zwilling eines Schneidegeräts 001 ist, die Beziehung zu einem digitalen Zwilling eines Industriemotors 001 (DTID: DT-003) eines internen Industriemotors A, der eine der Komponenten ist, die das Schneidegerät 001 bilden, als „Kind“ angezeigt, und diese Informationen werden in den Informationen C27 über die Beziehung eines digitalen Zwillings gespeichert. Darüber hinaus wird eine Beziehung „Elternteil“ mit dem digitalen Zwilling des Schneidegeräts 001 (DTID: DT-001), der ein digitaler Zwilling des Schneidegeräts 001 ist, in den Informationen C27 über die Beziehung eines digitalen Zwillings des digitalen Zwillings des Industriemotors 001 gespeichert.
6 zeigt ein Beispiel für die Analysemodell-Datenbank T3. In der Analysemodell-Datenbank T3 werden ein Analysemodell und die Beziehung zwischen dem Analysemodell und einem Szenario verwaltet.
Die Analysemodell-Datenbank T3 enthält beispielsweise eine Seriennummer C31, einen Namen C32, eine Modellkennung C33, einen Typ C34, eine Szenariokennung C35, einen Eingabeparameter C36, einen Ausgabeparameter C37 und einen Einstellparameter C38.
Die Seriennummer C31 steht für eine Seriennummer, die jedem Datensatz zugewiesen wird. Der Name C32 bezeichnet den Namen eines Analysemodells. Jeder Analysemodellname kann vergeben werden, um die Rolle (den Zweck) des entsprechenden Analysemodells, die in 6 nicht angegeben ist, für einen Benutzer erkennbar zu machen. Der Name des Analysemodells ist zum Beispiel Stromabgleich (NM1), Achsenspannungsschätzung (NM2), Drehmomentschätzung (NM3), Drehzahlschätzung (NM4), Schätzung der verbleibenden Motorlagerlebensdauer (NM5), Stromabgleich (NM6), Drehmomentschätzung (NM7), Drehzahlschätzung (NM8) oder Diagnose von Bohrerausfällen (NM9) einer Schneidemaschine.
Die Modellkennung (MID in den Figuren) C33 ist eine Identifikationsinformation zur eindeutigen Identifizierung eines Analyseprogramms, das das entsprechende Analysemodell bildet. Hier, in 6, ist M-03 eine Kennung eines Drehmoment-Schätzprogramms, und M-03-ver.2 ist eine Kennung eines aktualisierten Drehmoment-Schätzprogramms, das eine andere Version von M-03 ist, die z.B. durch Verbesserung von M-03 in Bezug auf die Schätzgenauigkeit erhalten wurde. In ähnlicher Weise ist in 6 M-04 eine Kennung eines Drehzahlschätzungsprogramms, und M-04-ver.2 ist eine Kennung eines aktualisierten Drehzahlschätzungsprogramms, das eine andere Version von M-04 ist, die durch Verbesserung von M-04 erhalten wurde. Der Typ C34 gibt den Typ des entsprechenden Analysemodells an. Der Typ des Analysemodells ist z.B. eine Vorverarbeitung (MT1), eine Verhaltensabschätzung (MT2) oder eine Fehlerbestimmung (MT3).
Die Szenariokennung C35 gibt Informationen zur Identifizierung eines Szenarios an, in dem das entsprechende Analysemodell verwendet wird. Der Eingabeparameter C36 gibt einen Parameter an, der in das entsprechende Analysemodell eingegeben wird. Der Eingabeparameter ist z.B. ein aktueller Motorstrom (RS-01), ein Motorstrom (nach Anwendung eines Hochpassfilters) (VS-01), eine Achsenspannung (VS-02), ein Drehmoment (VS-03), eine Drehzahl (VS-04), ein Motorstrom (nach Anwendung eines Hochpassfilters) (VS-06), eine Materialqualität (M-01), ein Nutzungsverlauf (M-02), ein Drehmoment (VS-07) oder eine Drehzahl (VS-08).
Der Ausgabeparameter C37 gibt einen Parameter an, der von dem entsprechenden Analysemodell ausgegeben wird. Der Ausgabeparameter ist z.B. ein Motorstrom (nach Anwendung eines Hochpassfilters) (VS-01), eine Achsenspannung (VS-02), ein Drehmoment (VS-03), eine Drehzahl (VS-04), eine Restlebensdauer (VS-05), ein Motorstrom (nach Anwendung eines Hochpassfilters) (VS-06), ein Drehmoment (VS-07), eine Drehzahl (VS-08) oder ein Bohrerverschleißzustand (VS-09).
Der Einstellparameter C38 zeigt einen Parameter an, der für das entsprechende Analysemodell eingestellt ist. Der Einstellparameter C38 ist z.B. ein Hochpassfilter (HPF).
7 zeigt ein Beispiel für die Gruppierungsrichtlinien-Datenbank T4. Eine Gruppierungsrichtlinie bezieht sich auf einen Standard für die Gruppierung von Kandidaten für ein integriertes Szenario.
Die Gruppierungsrichtlinien-Datenbank T4 enthält beispielsweise eine Richtlinienkennung (PID in der Figur) C41, einen Index C42, einen Wert C43, eine Prioritätsstufe C44 und eine Auswahlrichtlinie C45.
Die Richtlinienkennung C41 ist eine Information zur Identifizierung einer Gruppierungsrichtlinie. Der Index C42 gibt den Inhalt der entsprechenden Gruppierungsrichtlinie an. Beispiele für den Index sind eine Ressourcenteilungsrate, eine Genauigkeitsänderungsrate und eine Änderung eines Bearbeitungszeitraums. Der Wert C43 gibt den Wertebereich an, der für die Gruppierung mehrerer Kandidaten für ein integriertes Szenario gemäß dem Index C42 verwendet wird. Die Prioritätsstufe C44 gibt die Prioritätsstufe der entsprechenden Gruppierungsrichtlinie an. Die Auswahlrichtlinie C45 gibt ein Kriterium für die Auswahl eines integrierten Szenarios an.
8 zeigt ein Beispiel für die Datenbank T5 zur Datenspeicherverwaltung. In der Datenbank T5 zur Datenspeicherverwaltung werden Daten verwaltet, die im System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings verwendet werden. Die Datenbank T5 zur Datenspeicherverwaltung enthält z. B. eine Datenspeicherkennung C51, einen Namen C52, einen Typ C53, Metainformationen C54 und ein Feld C55.
Die Datenspeicherkennung (DID in den Figuren) C51 gibt Informationen zur Identifizierung der verwalteten Daten an. Der Name C52 ist der Name der verwalteten Daten. Der Typ C53 gibt den Typ der Daten an, d. h., er gibt an, ob es sich um zeitserielle Daten oder andere Typen von Daten handelt. Die Metainformationen C54 geben Attributinformationen zu den verwalteten Daten an. Bei den Metainformationen handelt es sich um Informationen darüber, woher die entsprechenden Daten stammen (ob die Daten von einem tatsächlichen Sensor oder einem virtuellen Sensor stammen), und um ein Erfassungsintervall der Daten (wenn die Daten von einem tatsächlichen Sensor stammen).
Das Feld C55 gibt Elemente an, die in den verwalteten Daten enthalten sind. Im Datenfeld werden z. B. Datum und Uhrzeit der Datenerfassung (Zeitstempel), Identifikationsinformationen (Bestandskennung) eines den Daten entsprechenden Industriegeräts, Identifikationsinformationen (DTID) eines digitalen Zwillings, der dem Industriegerät entspricht, und Datenwerte (Stromwert, Spannungswert, Drehmoment, Betrieb) gespeichert.
9 zeigt ein Beispiel für die Datenbank T6 mit Szenario-Vorlagen. In der Datenbank T6 mit Szenario-Vorlagen werden Vorlagen für Szenarien verwaltet. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine vorbestimmte Informationsgruppe, die erforderlich ist, um ein Modell (Simulationsfunktion) zu einem digitalen Zwilling hinzuzufügen, als Szenario-Vorlage erstellt. Die Datenbank T6 mit Szenario-Vorlagen enthält beispielsweise eine Szenariokennung (SID in den Figuren) C61, einen Namen C62, ein Zielgerätemodell C63 und Vorraussetzungsdaten C64.
Die Szenariokennung C61 gibt Informationen zur Identifizierung einer Szenariovorlage an. Der Name C62 ist der Name der entsprechenden Szenariovorlage. Als Name kann z. B. ein „Szenario zum Schätzen der verbleibenden Motorlebensdauer“ oder ein „Szenario zum Schätzen der verbleibenden Bohrerlebensdauer“ verwendet werden, aus dem die Rolle der entsprechenden Vorlage erkannt werden kann. Im Zielgerätemodell C63 ist eine Kennung zur Identifizierung eines Gerätemodells gespeichert, auf das das entsprechende Szenario anwendbar ist. Die Voraussetzungsdaten C64 geben eine Voraussetzung für die Verwendung der entsprechenden Szenariovorlage an. Zum Beispiel ist für die Verwendung des Szenarios zum Schätzen der verbleibenden Motorlebensdauer ein Motorstrom erforderlich. Für die Verwendung des Szenarios zum Schätzen der verbleibenden Bohrerlebensdauer sind ein Motorstrom und ein Betriebsprotokoll erforderlich.
10 zeigt ein Beispiel für die Datenbank T7 mit Szenario-Anwendungsplänen. In der Datenbank T7 mit Szenario-Anwendungsplänen ist der Inhalt eines Kandidaten (Kandidat für ein integriertes Szenario) angegeben, der verwendet wird, wenn eine neue Simulationsfunktion zu einem bestehenden digitalen Zwilling hinzugefügt wird. Im Folgenden werden zwei Kandidaten beschrieben, es können aber auch drei oder mehr Kandidaten erstellt werden.
Die Datenbank T7 mit Szenario-Anwendungsplänen enthält z.B. einen Plannamen (Plan in 10) C71, eine Auswirkung auf die bestehende Konfiguration C72, eine Auswirkungssimulation C73 und den Ressourcenverbrauch C74.
Der Planname C71 ist der Name eines Plans für einen Fall, in dem ein neues Szenario auf einen bestehenden digitalen Zwilling angewendet wird. Ein digitaler Zwilling, der durch Hinzufügen einer durch ein neues Szenario definierten Funktion zu einem bestehenden digitalen Zwilling erhalten wird, kann als aktualisierter digitaler Zwilling bezeichnet werden. Ein aktualisierter digitaler Zwilling wird durch die Integration mehrerer Szenarien gebildet.
Die Auswirkung auf die bestehende Konfiguration C72 zeigt eine Auswirkung an, die auf die Konfiguration eines bestehenden digitalen Zwillings ausgeübt wird. In der Auswirkung auf die bestehende Konfiguration C72 werden Informationen aufgezeichnet, die angeben, welcher Teil der Konfiguration eines bestehenden digitalen Zwillings geändert wird. Die Information ist zum Beispiel „Ändern der Einstellung einer Vorverarbeitung eines Stromsensors“, „Ändern einer Logik zur Schätzung einer Drehzahl“ oder „Ändern einer Logik zur Schätzung eines Drehmoments“, zum Beispiel.
Die Auswirkungssimulation C73 zeigt ein Simulationsergebnis einer Auswirkung an, die auf die Leistung eines aktualisierten digitalen Zwillings ausgeübt werden soll, wenn ein neues Szenario auf einen bestehenden digitalen Zwilling angewendet wird. In dem System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings werden Kandidaten eines aktualisierten digitalen Zwillings unter Verwendung von in der Vergangenheit gesammelten Daten simuliert, wobei eine auf die Leistung des aktualisierten digitalen Zwillings auszuübende Auswirkung berechnet wird. In der Auswirkungssimulation C73 werden Vorhersagen wie „die Genauigkeit der Schätzung der verbleibenden Motorlebensdauer wird um 2 % gesenkt“ und „eine Verarbeitungszeit für die Schätzung der verbleibenden Motorlebensdauer beträgt 60 Sekunden“ gespeichert.
Der Ressourcenverbrauch C74 zeigt die Ressourcen an, die von dem entsprechenden aktualisierten digitalen Zwilling verbraucht werden. Bei den Ressourcen handelt es sich um Computerressourcen, z. B. um die Prozessorauslastung, den Speicherverbrauch und die Auslastung der Zusatzspeichervorrichtung.
11 zeigt ein Beispiel für die Datenbank T8 mit Szenarioinstanzen. Die Datenbank T8 mit Szenarioinstanzen enthält beispielsweise eine Szenarioinstanzkennung C81, einen digitalen Anwendungszwilling C82, eine Anwendungsszenariovorlage C83, einen Anwendungsplan C84 und ein Anwendungsszenario C85. Die Szenarioinstanzkennung C81 gibt Informationen zur Identifizierung jeder Szenarioinstanz an. Der digitale Anwendungszwilling C82 gibt Informationen zur Identifizierung (ID) eines digitalen Zwillings an, der angewendet werden soll. Die Anwendungsszenariovorlage C83 gibt eine anzuwendende Szenariovorlage an. Der Anwendungsplan C84 zeigt einen Plan (Kandidat für einen aktualisierten digitalen Zwilling) an, der angewendet werden soll. Das Anwendungsszenario C85 zeigt ein anzuwendendes Szenario an. Im Anwendungsszenario C85 werden Identifikationsinformationen (Kennungen) über ein generiertes integriertes Szenario, wie in 15 oder 16 dargestellt, gespeichert. 11 zeigt ein Beispiel, in dem ein integriertes Szenario B ausgewählt wird.
Ein Benutzer wählt als „Anwendung“ einen der Pläne aus, die ihm auf dem Bildschirm vorgeschlagen werden. Infolgedessen werden ein digitaler Zwilling (C82), eine Szenariovorlage (C83), auf der der digitale Zwilling basiert, ein auf den digitalen Zwilling angewandter Plan (C84) und ein endgültiger Prozessablauf (C85) dafür miteinander verknüpft und in der Datenbank T8 mit Szenarioinstanzen verwaltet.
Unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 12 wird ein Prozess zur Verwaltung eines digitalen Zwillings erläutert. Wenn eine Anweisung zum Hinzufügen einer neuen Szenariovorlage zu einem bestehenden digitalen Zwilling empfangen wird (S11), bestimmt das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings, ob die für die neue Szenariovorlage erforderlichen Daten von einem Industriegerät 300, das ein Ziel des digitalen Zwillings ist, erhältlich sind oder nicht (S12). Als erforderliche Daten können entweder von einem tatsächlichen Sensor oder von einem virtuellen Sensor erhaltene Daten verwendet werden.
Wenn festgestellt wird, dass die erforderlichen Daten nicht erhältlich sind (S12: NEIN), gibt das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings eine Fehlermeldung an einen Benutzer (z. B. den Systemmanager) aus, der das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings verwendet (S13).
Wenn festgestellt wird, dass die erforderlichen Daten erhältlich sind (S12: JA), vergleicht das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings die Konfiguration des bestehenden digitalen Zwillings mit der Konfiguration der neuen Szenariovorlage und extrahiert mehrere Kandidaten für gemeinsame Ebenen, die dem bestehenden digitalen Zwilling und der neuen Szenariovorlage gemeinsam sind (S14).
Das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings erstellt mehrere Kandidaten für einen aktualisierten digitalen Zwilling aus den mehreren Kandidaten für gemeinsame Ebenen (S15). Das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings prüft, ob es Daten aus der Vergangenheit gibt, die zur Bewertung jedes einzelnen Kandidaten für den aktualisierten digitalen Zwilling verwendet werden können (S16).
Wenn festgestellt wird, dass es Daten aus der Vergangenheit gibt, die verwendet werden können (S16: JA), führt das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings jeden der Kandidaten für den aktualisierten digitalen Zwilling (Anwendungsszenarien) unter Verwendung der Daten aus der Vergangenheit aus, nimmt entsprechende Bewertungen durch Vergleich der erhaltenen Ergebniswerte mit einem vergangenen Ergebniswert vor (S17), organisiert die Bewertungsergebnisse in Übereinstimmung mit der Gruppierungsrichtlinie und grenzt die Kandidaten für den aktualisierten digitalen Zwilling in der Reihenfolge der hohen Bewertung ein (S18).
Wenn festgestellt wird, dass es keine Daten aus der Vergangenheit gibt, die zur Bewertung der Kandidaten für den aktualisierten digitalen Zwilling verwendet werden können (S16: NEIN), fährt System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings mit Schritt S18 fort, indem es den Bewertungsschritt (S17) überspringt.
Indem das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings die Beschreibung der Kandidaten für den aktualisierten digitalen Zwilling und deren Bewertungen auf dem Überwachungsbildschirm anzeigt, präsentiert es dem Benutzer die Informationen (S19). Der Benutzer wählt unter Verwendung der dargestellten Informationen einen der Kandidaten für den aktualisierten digitalen Zwilling aus und informiert das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings über den ausgewählten Kandidaten für den aktualisierten digitalen Zwilling. Das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings ändert die Konfiguration des digitalen Zwillings so, dass der vom Benutzer ausgewählte aktualisierte digitale Zwilling erreicht wird (S20). Darüber hinaus werden mit dem digitalen Zwilling verbundene Tabellen entsprechend der Konfigurationsänderung aktualisiert. Insbesondere werden der digitale Zwilling (C82), eine Szenariovorlage (C83), auf der der digitale Zwilling basiert, ein auf den digitalen Zwilling angewendeter Plan (C84) und ein Anwendungsszenario als endgültiger Prozessablauf (C85) miteinander verknüpft und in der Datenbank T8 mit Szenarioinstanzen verwaltet. Außerdem wird die konfigurierte Szenarioinstanz C26 in der Datenbank T2 mit Konfigurationen eines digitalen Zwillings mit der hinzugefügten oder aktualisierten Szenarioinstanzkennung C81 aktualisiert. Darüber hinaus wird die Kennung (DID C51) in der Datenbank T5 zur Datenspeicherverwaltung in Bezug auf Informationen über ein Speicherziel von Daten, die durch Anwendung von Analysemodellen berechnet werden, die in der Analysemodelldatenbank T3 für die Implementierung von Prozessen des angewandten Szenarios geschrieben sind, in der Überwachungsinformation C25 in der Datenbank T2 mit Konfigurationen eines digitalen Zwillings gespeichert.
Unter Bezugnahme auf 13 bis 16 wird die Erstellung von Kandidaten für einen aktualisierten digitalen Zwilling erläutert. 13 zeigt eine Vorlage für einen Prozessablauf, die in einem Szenario zur Schätzung der Restlebensdauer eines Motors 310 enthalten ist. 14 ist eine Vorlage für einen Prozessablauf, die in einem Szenario zur Schätzung der Restlebensdauer eines Bohrers 320 enthalten ist.
Es wird davon ausgegangen, dass ein bestehender digitaler Zwilling so konfiguriert ist, dass er die verbleibende Lebensdauer eines Motors 310 gemäß dem in 13 dargestellten Prozessablauf schätzt. Es wird ein Beispiel für die Erstellung eines neuen Kandidaten für einen integrierten digitalen Zwilling durch Hinzufügen eines Szenarios für die Schätzung der Restlebensdauer eines Bohrers 320, das in 14 dargestellt ist, zu dem bestehenden digitalen Zwilling erläutert.
In einem Prozessablauf des Szenarios zum Schätzen der verbleibenden Motorlebensdauer, der in 13 dargestellt ist, werden zunächst Daten (RS-01), die von einem Stromsensor erhalten wurden, aufbereitet (S31). Ein Analysemodell (NM1) wird auf die vorbereiteten Sensordaten (RS-01) angewendet, um die Sensordaten zu nivellieren, so dass vorverarbeitete Daten (VS-01) erzeugt werden (S32). Die vorverarbeiteten Daten (VS-01) werden in jedes der Analysemodelle (Logiken) eingegeben (S33 bis S35). Die Analysemodelle umfassen eine Logik (NM2, S33) zum Schätzen und Speichern einer Achsenspannung, eine Logik (NM3, S34) zum Schätzen und Speichern eines Drehmoments und eine Logik (NM4, S35) zum Schätzen und Speichern einer Drehzahl.
Als nächstes werden im Prozessablauf Datensätze (das Drehmoment (VS-02), die Drehzahl (VS-03), die Achsenspannung (VS-04)) vorbereitet, die in ein endgültiges Analysemodell eingegeben werden sollen (S36). Die vorbereiteten Datensätze werden in ein Analysemodell (NM5) eingegeben, um ein Anzeichen für einen Motorlagerschaden zu diagnostizieren (S37). Ein Anzeichen für einen Lagerschaden im Motor 310 wird durch das Analysemodell diagnostiziert, die verbleibende Lebensdauer (VS-05) des Motors 310 wird aus dem Anzeichen des Schadens geschätzt, und das durch das Analysemodell erhaltene Ergebnis wird im Datenspeicher (D-006) gespeichert (S37).
In einem Prozessablauf des Szenarios zur Schätzung der verbleibenden Bohrerlebensdauer, das in 14 dargestellt ist, werden die von einem Stromsensor erhaltenen Daten (RS-01) aufbereitet (S41). Ein Analysemodell (NM6) wird auf die vorbereiteten Sensordaten (RS-01) angewendet, um die Sensordaten zu nivellieren, so dass vorverarbeitete Daten (VS-06) erzeugt werden (S42). Die vorverarbeiteten Daten (VS-06) werden in jedes der Analysemodelle (Logiken) eingegeben (S43, S44). Die Analysemodelle umfassen eine Logik (NM7,S43) zum Schätzen und Speichern eines Drehmoments und eine Logik (NM8, S44) zum Schätzen und Speichern einer Drehzahl.
Als nächstes werden im Prozessablauf Datensätze (das Drehmoment (VS-07), die Drehzahl (VS-08), die Materialqualität (M-01) und der Nutzungsverlauf (M-02)) vorbereitet, die in ein endgültiges Analysemodell eingegeben werden sollen (S45). Die Materialqualität und der Nutzungsverlauf beziehen sich auf die Materialqualität des Bohrers 320 bzw. auf den Nutzungsverlauf des Bohrers 320.
Die vorbereiteten Datensätze werden in ein Analysemodell (NM9) zur Schätzung der verbleibenden Bohrerlebensdauer (S46) eingegeben, und das von dem Analysemodell erhaltene Ergebnis wird in einem Datenspeicher (D-008) gespeichert.
Ein Beispiel für einen Kandidaten für einen aktualisierten digitalen Zwilling wird in einem Fall erläutert, in dem das Szenario zur Schätzung der verbleibenden Lebensdauer des Bohrers, das unter Bezugnahme auf 14 erläutert wurde, dem digitalen Zwilling zur Schätzung der verbleibenden Lebensdauer des Motors hinzugefügt wird, der unter Bezugnahme auf 13 erläutert wurde.
15 zeigt ein Beispiel (Plan A, integriertes Szenario A) eines Kandidaten für einen aktualisierten digitalen Zwilling. 15 zeigt einen Prozessablauf S50A eines Kandidaten 1 mit gemeinsamer Schicht, einen Prozessablauf S60A zur Schätzung einer verbleibenden Motorlebensdauer, bei dem der Prozessablauf S50A des Kandidaten 1 mit gemeinsamer Schicht übernommen wird, und einen Prozessablauf S70A zur Schätzung einer verbleibenden Bohrerlebensdauer, bei dem der Prozessablauf S50A des Kandidaten 1 mit gemeinsamer Schicht ebenfalls übernommen wird.
In diesem Beispiel für einen Kandidaten werden die Schritte S31 und S41 der Aufbereitung von Daten von einem Stromsensor und die Schritte S32 und S42 der Vorverarbeitung der vom Stromsensor erhaltenen Daten gemeinsam als Schritt S51 der Aufbereitung von Daten von einem Stromsensor bzw. als Schritt S52 der Vorverarbeitung der vom Stromsensor erhaltenen Daten verwendet.
16 zeigt ein weiteres Beispiel für einen Kandidaten für einen aktualisierten digitalen Zwilling (Plan B, integriertes Szenario B). 16 zeigt einen Prozessablauf S50B eines Kandidaten 2 mit gemeinsamer Schicht, einen Prozessablauf S60B zur Schätzung einer verbleibenden Motorlebensdauer, bei dem der Prozessablauf S50B des Kandidaten 2 mit gemeinsamer Schicht übernommen wird, und einen Prozessablauf S70B zur Schätzung einer verbleibenden Bohrerlebensdauer, bei dem der Prozessablauf S50B des Kandidaten 2 mit gemeinsamer Schicht ebenfalls übernommen wird.
In diesem Beispiel für einen Kandidaten werden nicht nur der Schritt S51 der Aufbereitung der Daten eines Stromsensors und der Schritt S52 der Vorverarbeitung der Daten des Stromsensors, sondern auch der Schritt S53 zur Schätzung eines Motordrehmoments durch ein Analysemodell und der Schritt S54 zur Schätzung einer Motordrehzahl durch ein Analysemodell gemeinsam verwendet. Schritt S53 entspricht Schritt S34 und Schritt S43. Schritt S54 entspricht Schritt S35 und Schritt S44. Die Version eines Drehmomentschätzungs-Analyseprogramms, das von dem Drehmomentschätzungs-Analysemodell NM3 in Schritt S34 verwendet wird, unterscheidet sich von der eines Drehmomentschätzungs-Analyseprogramms, das von dem Drehmomentschätzungs-Analysemodell NM7 in Schritt S43 verwendet wird. Daher muss zur gemeinsamen Verwendung der Drehmomentschätzungsschritte in Schritt S53 entschieden werden, welches der Programme verwendet werden soll. Als ein Entscheidungsverfahren hierfür wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Verfahren zur Entscheidung über die Verwendung eines Programms einer neueren Version angenommen. Das Verfahren ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Da der gemeinsam zu verwendende Teil in dem in 16 dargestellten Kandidatenbeispiel (Plan B, integriertes Szenario B) größer ist als der in dem in 15 dargestellten Kandidatenbeispiel (Plan A, integriertes Szenario A), ist der Anteil der gemeinsam genutzten Computerressourcen in Plan B hoch und der Ressourcenverbrauch C74 in Plan B niedrig, wie z. B. in 10 dargestellt. Da jedoch der gemeinsam genutzte Teil in dem in 16 dargestellten Kandidatenbeispiel (Plan B, integriertes Szenario B) größer ist als der in dem in 15 dargestellten Kandidatenbeispiel (Plan A, integriertes Szenario A), ist die Auswirkung auf die bestehende Konfiguration C72 des Plans B größer (es werden mehr Elemente bei der Auswirkung auf die bestehende Konfiguration C72 geschrieben). Folglich wird in vielen Schritten ein Analysemodell angewendet, das sich von einem bisher verwendeten Analysemodell unterscheidet, so dass z.B. die Möglichkeit besteht, dass die Schätzgenauigkeit und die Dauer des Schätzvorgangs in der Analyse beeinträchtigt werden. In Bezug auf einen Effekt, der durch eine solche Änderung verursacht wird, werden integrierte Szenarien (integriertes Szenario A, integriertes Szenario B) unter Verwendung der Daten aus der Vergangenheit in Schritt S17 implementiert, ein Schätzwert für die verbleibende Motorlebensdauer und eine Länge der Prozesszeit dafür berechnet, und die berechneten Werte werden mit einem Ergebnis verglichen, das durch ein zuvor angewendetes Szenario erhalten wurde, und in der Auswirkungssimulation C73 gespeichert. Durch die Auswirkungssimulation C73 kann ein Verwalter den Grad der Auswirkung überprüfen.
17 zeigt ein Beispiel eines Bildschirms G2, auf dem einem Benutzer Kandidaten für einen aktualisierten digitalen Zwilling präsentiert werden. Der Bildschirm G2 ist ein detailliertes Beispiel für den in 1 dargestellten Bildschirm G1. Auf dem Bildschirm G2 wird dem Benutzer ein Ergebnis der Überprüfung einer Konfigurationsänderung des digitalen Zwillings angezeigt, wenn ein bestehender digitaler Zwilling auf ein neues Szenario erweitert wird.
Der Bildschirm G2 enthält z.B. eine allgemeine Beschreibung der Aktualisierung GP21, einen Aktualisierungsplan GP22, ein Ergebnis der Auswirkungssimulation GP23, eine Aktualisierungsschaltfläche und eine Abbruchschaltfläche.
Die allgemeine Beschreibung GP21 der Aktualisierung gibt eine allgemeine Beschreibung der Aktualisierung eines digitalen Zwillings an. Die allgemeine Beschreibung der Aktualisierung enthält z. B. Informationen zur Identifizierung eines Industriegeräts 300, das einem digitalen Zwilling entspricht, die Anzahl der identifizierten Industriegeräte 300 und Informationen zur Bezeichnung eines neuen Szenarios, das zu einem bestehenden digitalen Zwilling hinzugefügt werden soll.
Der Aktualisierungsplan GP22 enthält Informationen über die Konfiguration eines Kandidatenplans (Plan). Zu den Informationen über einen Kandidatenplan gehören beispielsweise Informationen über einen Teil mit einer gemeinsamen Schicht, Informationen über einen Teil zur Schätzung der verbleibenden Motorlebensdauer und über einen Teil zur Schätzung der verbleibenden Bohrerlebensdauer. Im Aktualisierungsplan GP22 können Schaltflächen oder Registerkarten zur Anzeige der Namen, d. h. „Plan A“ und „Plan B“, der Kandidatenpläne so bereitgestellt werden, dass ein Benutzer eine der Schaltflächen oder Registerkarten auswählen kann. Im Aktualisierungsplan GP22 wird der Inhalt eines vom Benutzer ausgewählten Kandidatenplans angezeigt.
Im Ergebnis GP23 der Auswirkungssimulation wird ein Ergebnis angezeigt, das durch die Bewertung eines der Kandidaten unter Verwendung eines vorbestimmten Bewertungsindexes erzielt wurde.
18 zeigt ein Beispiel für das Ergebnis GP23 der Auswirkungssimulation. Das Ergebnis GP23 der Auswirkungssimulation umfasst beispielsweise einen Kandidatennamen GP231, eine Auswirkung GP232 auf die bestehende Konfiguration des digitalen Zwillings (Konfiguration des Prozessablaufs), eine Auswirkungssimulation GP233, den Computerressourcenverbrauch GP234 und eine Aktualisierungszeit GP235.
In der Auswirkung GP232 auf die bestehende Konfiguration des digitalen Zwillings werden z.B. eine Einstellungsänderung in einer Vorverarbeitung von Sensordaten und eine Änderung eines Analysemodells angezeigt. In der Auswirkungssimulation GP233 wird ein Simulationsergebnis bezüglich einer Leistungsänderung angezeigt, wenn ein digitaler Zwilling gemäß einem ausgewählten Plan aktualisiert wird. Ein Prozess der Auswirkungssimulation wird unter Verwendung von Daten aus der Vergangenheit durchgeführt. Die Auswirkungssimulation zeigt beispielsweise einen Prozentsatz an, um den die Genauigkeit der Schätzung der verbleibenden Motorlebensdauer erhöht (oder verringert) wird, sowie eine Änderung der für die Schätzung der verbleibenden Motorlebensdauer erforderlichen Zeitspanne.
Der Computerressourcenverbrauch GP234 zeigt den Verbrauch verschiedener Arten von Ressourcen an, wie z. B. die Prozessorauslastung, den Speicherverbrauch, den Verbrauch in der Zusatzspeichervorrichtung. Darüber hinaus wird im Computerressourcenverbrauch auch die Rate der gemeinsamen Nutzung von Computerressourcen angegeben.
Die Aktualisierungszeit GP235 gibt an, wie viel Zeit für die Aktualisierung eines digitalen Zwillings gemäß einem ausgewählten Plan benötigt wird und ob ein Neustart erforderlich ist oder nicht.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, können in einem Fall, bei dem ein neues Szenario zu einem digitalen Zwilling hinzugefügt wird, der gerade ausgeführt wird, einem Benutzer Informationen über Kandidaten eines aktualisierten digitalen Zwillings bereitgestellt werden. Folglich wird die Benutzerfreundlichkeit verbessert.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können einem Benutzer mehrere Kandidaten, deren Konfigurationen teilweise gemeinsam verwendet werden, und ein Ergebnis einer Simulation, in der jeder der Kandidaten ausgewählt wird, zur Verfügung gestellt werden. Somit kann der Benutzer objektiv und effizient bestimmen, welcher Kandidat vorzuziehen ist.
[Zweite Ausführungsform]
Die zweite Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 19 erläutert. In der vorliegenden Ausführungsform wird hauptsächlich der Unterschied zur ersten Ausführungsform erläutert. 19 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zur Verwaltung eines digitalen Zwillings.
Um einen digitalen Zwilling zu aktualisieren, indem ein neues Szenario hinzugefügt wird (S11 bis S20), berechnet das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings in der vorliegenden Ausführungsform eine mögliche Auswirkung auf ein separates System 500 oder ein Industriegerät 300, das dem digitalen Zwilling entspricht (S21).
Anhand des Ergebnisses der Berechnung in Schritt S21 bestimmt das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings, ob das Ausgeben einer Meldung an das Industriegerät 300 oder das separate System 500 erforderlich ist (S22). Wenn festgestellt wird, dass eine solche Benachrichtigung nicht erforderlich ist (S22: NEIN), wird der vorliegende Prozess beendet.
Wenn festgestellt wird, dass eine Benachrichtigung des Industriegeräts 300 oder des separaten Systems 500 erforderlich ist (S22: JA), gibt das System 100 zur Verwaltung eines digitalen Zwillings eine Benachrichtigung an das Industriegerät 300 oder das separate System 500 aus, die anzeigt, dass der digitale Zwilling aktualisiert wurde (S23).
Die oben beschriebene vorliegende Ausführungsform bietet auch die gleiche Auswirkung wie die erste Ausführungsform. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ferner ein digitaler Zwilling aktualisiert, so dass, wenn die Genauigkeit der Schätzung der Restlebensdauer von Hauptkomponenten von Industriegeräten 300 nachlässt, beispielsweise die Lagerbestände der Hauptkomponenten erhöht werden können oder ein Zeitpunkt für die Bestellung der Hauptkomponenten früher festgelegt werden kann. Dadurch wird die Benutzerfreundlichkeit weiter verbessert.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt ist und eine Vielzahl von Modifikationen umfasst. Da zum Beispiel die oben genannten Ausführungsformen zur Verfügung gestellt wurden, um die vorliegende Erfindung im Detail in einer leicht verständlichen Weise zu erklären, ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf eine Ausführungsform beschränkt, die alle hierin erläuterten Komponenten enthält. Außerdem kann ein Teil einer der Ausführungsformen durch einen Teil der anderen Ausführungsform ersetzt werden. Ferner kann ein Teil einer der Ausführungsformen zu der anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. Darüber hinaus kann ein Teil der Ausführungsformen weggelassen, durch einen anderen Teil ersetzt oder zu einem anderen Teil hinzugefügt werden.
So kann beispielsweise die Leistung einer Hauptkomponente wie eines Steuersubstrats oder eines Stromversorgungsschaltkreises in einem Industriegerät bewertet und deren verbleibende Lebensdauer abgeschätzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 10274915 [0002]
US 2014/0019104 [0002]
JP 2012160014 A [0003]

Claims

System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings zum Verwalten eines digitalen Zwillings, der ein tatsächliches physisches System in einem virtuellen Raum darstellt, wobei das System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings umfasst: einen Prozessor; und einen Speicher, der ein vorbestimmtes Computerprogramm speichert, das von dem Prozessor ausgeführt wird, wobei, der Prozessor zum Erzeugen eines integrierten Szenarios durch Hinzufügen eines zweiten Szenarios zu einem ersten Szenario mehrere Teile extrahiert, die in dem ersten Szenario und in dem zweiten Szenario gemeinsam verwendet werden können, mehrere Kandidaten für ein integriertes Szenario erzeugt, die Kandidaten des integrierten Szenarios sind, indem er die extrahierten Teile, die gemeinsam verwendet werden können, ändert, eine Bewertung für jeden der erzeugten Kandidaten für ein integriertes Szenario berechnet, und Konfigurationsinformationen zu jedem der Kandidaten für ein integriertes Szenario und die Bewertung des Kandidaten für ein integriertes Szenario in Verbindung miteinander ausgibt.
System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings nach Anspruch 1, wobei jedes von dem ersten Szenario, dem zweiten Szenario und dem integrierten Szenario gebildet wird, indem als Szenario eine Konfiguration eines digitalen Zwillings als Vorlage erstellt wird, die Informationen, die eine Konfiguration eines tatsächlichen Zielsystems angeben, Attributinformationen, die einen Zweck des Szenarios angeben, Daten, die von dem tatsächlichen System stammen, einen Prozessablauf, der unter Bezugnahme auf die erhaltenen Daten ausgeführt wird, ein Analysemodell, das in dem Prozessablauf enthalten ist, und einen Eingabe-/Ausgabeparameter des Analysemodells enthält.
System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings nach Anspruch 2, wobei, durch Vergleichen des ersten Szenarios mit dem zweiten Szenario mehrere Teile extrahiert werden, die vom ersten Szenario und vom zweiten Szenario gemeinsam verwendet werden können.
System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings nach Anspruch 1, wobei Konfigurationsinformationen zu jedem der Kandidaten für ein integriertes Szenario und die Bewertung des Kandidaten für ein integriertes Szenario einem Benutzer über einen Überwachungsbildschirm angezeigt werden.
System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings nach Anspruch 4, wobei die Bewertung in Bezug auf den Ressourcenverbrauch und/oder die Leistungsstabilität erfolgt.
System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings nach Anspruch 5, wobei für die Berechnung der Bewertung Daten aus der Vergangenheit verwendet werden, die im ersten Szenario verwendet wurden.
System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings nach Anspruch 6, wobei die Auswahl unter den Kandidaten für ein integriertes Szenario nach einer vorbereiteten Richtlinie erfolgt.
System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings nach Anspruch 4, wobei die Bewertung den Ressourcenverbrauch, die Leistungsstabilität und mögliche Auswirkungen auf ein separates System, das mit dem tatsächlichen System verbunden ist, umfasst.
System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings nach Anspruch 8, wobei, in Bezug auf einen Kandidaten für ein integriertes Szenario, der von einem Benutzer aus den Kandidaten für ein integriertes Szenario ausgewählt wurde, Informationen über eine mögliche Auswirkung auf das separate System an das separate System und/oder ein anderes System übermittelt werden.
System zur Verwaltung eines digitalen Zwillings nach Anspruch 1, wobei das tatsächliche System ein Industriegerät ist, das in einer Fabrik verwendet wird.
Verfahren zur Verwaltung eines digitalen Zwillings, das ein Verfahren zur Verwaltung eines virtuellen Modells ist, um einen digitalen Zwilling zu verwalten, der ein tatsächliches physisches System in einem virtuellen Raum unter Verwendung eines Computers darstellt, wobei, der Computer, um ein zweites Szenario zu einem ersten Szenario hinzuzufügen, mehrere Teile extrahiert, die in dem ersten Szenario und in dem zweiten Szenario gemeinsam verwendet werden können, mehrere Kandidaten für ein integriertes Szenario erzeugt, indem er die extrahierten Teile, die gemeinsam verwendet werden können, ändert, eine Bewertung für jeden der erzeugten Kandidaten für ein integriertes Szenario berechnet, und Konfigurationsinformationen über jeden der Kandidaten für ein integriertes Szenario und die Bewertung des Kandidaten für ein integriertes Szenario in Verbindung miteinander ausgibt.