Digital Tvilling
Hva er forskjellen på en digital tvilling og en 3D modell.
I dag skal vi se på 2 av de ulike tilnærmingene.
1: As built, As maintained.
2: 3D modell med live data
Mange har 3D modeller av maskiner fra prosjektering og når man designet maskinen også kjent som “AS engineered” I mange tilfeller skjer det ved montering ulike ting som gjør at man må endre på konstruksjonen. Dette kan være seg at man legge til en maskin i siste stund eller at det er en komponent som står i veien for hvordan man hadde tenkt det. Om man har en modell av dette kalles det ofte “As Built”
I livsløpet til en maskin kan det komme nye komponenter på markedet man oppgraderer med, eller nye maskiner. Ikke alle trenger å komme fra samme fabrikant. Etter hvert som maskiner bytter eier kan det skje endringer eller man mangler underliggende dokumentasjon. Da kan kan det være greit å få på plass en modell av maskinen for å kunne lettere gjøre vedlikehold, endre på design eller gjenomføre oppgraderinger. En modell av dette kalles ofte “As maintained”.
For å skape en modell av en eksisterende komponent kan man bruke ulike teknologier for å skape en digital modell av den. Under skal vi snakke om noen av de
LIDAR: Light Detcting and Ranging er en teknologi som bruker lys og hvor lang tid lyset bruker for å komme tilbake for å kunne måle hvor stort noe er. Resultatet er en relativt nøyaktig modell som er hurtig ta opp. I senere tid har teknologien kommet til blant annet toppmodeller til Iphone. Med rett programvare kan man måle mye.
LIDAR teknologien brukes spesielt i autonome biler og roboter til å måle distanse og kartlegge rom i sanntid.
Photogrammetri:
Basert på ulike bilder med 70-80% overlapp i ulike vinkler og et referansemål kan man ta ut 3D modeller basert på bilder. Teknologi “sticher” sammen ulike bilder for å skape en sammenheng med en nøyaktighet på 1mm per pixel. Så jo høyere pixeldensitet, desto bedre bilder kan man få. Det finnes eksempler som er mye mer nøyaktige også om man zoomer langt nok inn. Teknologien kan brukes både til enkeltobjekter, men også større objekter eller bydeler ved bruk av drone.
Hva som er mest nøyaktig av Photogrammetri og LIDAR kommer an på hvor man måler. men denne aritikkelen går igjennom det i detaljer. https://coptrz.com/lidar-versus-photogrammetry-the-sequel/
LASER:
Laser punktmåling bruker ofte et fast punkt for å kunne måle alle akser rundt seg med laser for å måle distanse til punkter. Ut fra dette kommer det en såkallt “punktsky” en sky av målepunkter fra laseren. Dersom man tar flere oppmålinger fra faste punkter vil man få en utrolig nøyaktig modell, ned på millimeteren i alle akser. Dette kan brukes sammen med et GEO referansepunkt fra GPS til å lage nøyaktige oppmålinger for bygg, landområder osv. Det er kostbare maskiner med en tidkrevende prosess for å gjøre punktene om til en 3D modell.
HYBRID
For å kunne få gode nøyaktige modeller brukes det ofte en hybridløsning mellom Lys triangulering og Laser. Man bør være nært objektet man skal scanne. Dette kan man gjøre med en håndholdt enhet som har begge deler. Creaform, Artec LEO og FARO er eksempler på løsninger som har denne kombinasjonen i håndholdte løsninger. Se testen her https://www.aniwaa.com/buyers-guide/3d-scanners/best-handheld-and-portable-3d-scanner/
3D med live data:
Mange argumenterer at en 3D modell er ingen tvilling før den har puls. Altså levende data. Dette kan man få på ulike måter.
1: AWS TWINMAKER: En plattform som tillater deg å legge inn .GLB 3D filer for så å plugge på live data fra databasen. Om man har andre skyløsninger en AWS kan man porte over data ved hjelp av
2: Bilder som Iframe: Mange programvarer støtter å laste opp bildefiler på toppen av en 3D modell. Ved å bruke en Image render kan man legge live data inn som et “statisk” bilde. Programvaren vil hente opp bilde som oppdaterer seg kontinuerlig. Man kan se mer på det her: https://grafana.com/docs/grafana/next/image-rendering/
3: Javascript: Det er mange muligheter i Javascript for å legge data på toppen av modeller.
4: Propetiere løsninger. Mange utvikler sine egne løsninger og har i lukkede programvarer eller inn i egne 3D systemer. Det er viktig at dataen lagres på en slik måte at den kan brukes i andre systemer også
Hvordan virker en digital Tvilling
En digital tvilling baserer seg som oftest på en modell i 3 dimensjoner. XYZ. Disse aksene har alle et unikt punkt. Basert på dette kan man plassere en 3D modell et omriss, men også komponenter som 3D modell av en maskin, visualiseringer, dokumenter på et punkt inne i den «digitale tvillingen». Basert på dette kan man plassere inn «data» inn i en modell. Dersom modellen er skalert opp til å være 1 til 1 med den virkelige verden kan man koble den til VR- Virtual Reality eller AR- Augmented reality. Med AR kan man da koble dokumenter til punkter i den virkelige verden. AR fungerer ofte med mobilkamera eller med «smarte briller». Ved bruk av AR teknologi som har dokumentasjon og live data på XYZ koordinater kan man få dette opp på briller i sanntid. Noen steder i Kina har man kommet langt med dette. Se demo.
https://youtu.be/Pf_4bAEtW6E?t=29
https://www.youtube.com/watch?v=UhW12bILH7U
Muligheter med digital tvilling
Når man har en modell med informasjon kan den brukes til så mangt. Under er noen av fordelene.
Opplæring: Om man får informasjon samtidig som man jobber med kroppen går det fortere å lære seg prosesser. Samtidig kan man jobbe samtidig som lærer seg prosesser. Dersom man er usikker kan man bruke «tvillingen» for å få fasit. Det er tidkrevende og ressurskrevende, men vil lette opplæring og gi skalafordeler over tid.
Analyse: Dersom man har data samtidig som man ser, lytter, lukter og føler maskiner er det ofte lettere å feilsøke.
Rekonstruksjon Ved en uønsket hendelse kan man spille hendelsen i reprise om man har måling på ulike parameter og forstå hva som har hendt slik at hendelsen ikke gjentar seg.
Er Digital tvilling Kunstig intelligens?
Kunstig intelligens og digital tvilling er 2 ulike ting, men om man har gode modeller med reell data kan man gjennomføre simuleringer. Da kan man optimalisere simuleringen ved å få sanntidsdata inn i modellen. Konstruksjoner kan ha ulike effekter i ulike miljø. Det å få inn data vil kunne gjøre simulering mer effektiv
Logistikk med Digital tvilling.
Gjennom bruk av sanntidsvisualisering av en varestrøm kan det være lettere å finne utfordringer. Normalt må man lage en kundereiser og varereiser hvor man følger varene. Dersom man er uheldig med stikkprøvene man gjennomfører kan alt gå bra. Når man baserer reisen på mengder med data kan man finne flaskehalser og optimere flyten. Ved å ha en oversikt kan man optimalisere lager til å være passe stort.
Metaverse:
Metaverse er et nyere konsept av den digitale verden. En plass hvor man kan bevege seg rundt. De tidlige versjonene av dette kan nok spores tilbake til Habbo hotell og Penguin club samt Runeescape. Man har etter hvert skapt digitale liv slik som Second Life. Basert på nyere teknologi slik som VR har man skapt ulike rom slik som møterom og spill hvor man drar nytte av å bruke hele kroppen inn i den digitale verden. Man har også fått Blokkjede teknologi som muliggjør å kjøpe og selge gjenstander mellom hverandre. Facebook er et selskap som satser på den digitale verden.
Gartner Hype Cycle:
En trendkurve som analyserer og predikerer hvor langt ulike teknologier har kommet og når de vil starte å være en del av hverdagen vår. Gartner har vært gode til å predikere når teknologier blir normalisert i hverdagen.
Unreal engine: Selskapet Epic Games som har laget spill som Fortnite har også utviklet en grafikkmotor. Denne motoren er så kraftfull samtidig som den klarer å virke på mindre maskiner noe som bidrar til at vi kan få realistiske bilder i sanntid. Tidligere måtte man gjennomføre en prosess som heter Rendering hvor man prossererer data til å bli i et videoformat slik at det kan vises. Eksempelvis en grafikk video av en båt måtte ha supermaskiner eller visualiserer som video for å ikke hakke. Mange selskaper slik som ntention og Arkwiz bygger sine løsninger på Unreal Engine