Ürün davranışlarını tam olarak öngörebilen modellere doğru

Günümüzün en karmaşık ürünleri ve süreçleri gerçek dünyada üretilmeden önce sanal dünyada tasarlanıyor, test ediliyor ve hatadan arındırılıyor. Modeli hatadan arındırma anlamına gelen model kalibrasyonu, geleceğin ürünlerinin yazılım modellerinin yaratılması, simülasyonunun yapılması ve en sonunda bu modellerin “dijital ikizleri”nin üretilmesiyle ilgileniyor. Oluşturulan modeller, ürün ve süreçlerin gerçek dünyadaki kopyalarının gerçek ortamlarda nasıl davranacaklarının anlaşılması için test verileriyle onaylanır. Sonrasında ürün tasarımcıları, hangi parçanın hangi aşamada arızalanacağı, bir ürünün hangi sıcaklık ve yük aralıklarına dayanabileceği gibi kritik ürün davranışlarını gözlemleyeerek bu ürünü dayanıklı olacak şekilde tasarlamak için gerekli öngörüleri oluşturabilir. Üstelik bu modeller, içinde ısı transferi katsayıları, malzeme özellikleri, yükler, sınırsal koşullar ve geometrik toleransların da olduğu çeşitli parametrelerdeki anormallikleri de algılayabilecek şekilde hatadan arındırılırlar. Bir model istenilen şekilde çalışmaya başladıktan sonra artık tasarımı gerçek ürüne dönüştürülür ve ardından üretilmeye ve gerçek dünyadaki ortamına monte edilmesine başlanır. Hindistan’daki Siemens Kurumsal Teknolojiler’de çalışan simülasyon uzmanları şu sıralar geleceğin ürün geliştirmesine, bakımına ve optimizasyonuna yönelik model simülasyonlarının öngörülebilirliklerini radikal boyutta iyileştirmenin yeni yollarını araştırıyor. Otomatik kalibrasyona doğru Dijital ikizler sanal ve fiziki dünyalar arasındaki sınırları bulanıklaştırıyor olabilir, ancak bu modellerin, kendi fiziksel kopyaları sahadan önemli veriler sağlamaya başlayıncaya kadar sistematik olarak hatadan arındırılmaları gerekir. Bu gibi veriler genellikle bir bilgisayar modelinin test verilerinde önceden hesaba katılmamış belirsizlikleri içerir. Hindistan, Bengaluru Kurumsal Teknolojiler Simülasyon Çözümleri Araştırma Grubu’nda kıdemli bir uzman mühendis olan Vinay Ramanath, “Gerçek dünyadaki belirsizlikleri kimse bilemez, hatta dijital ikizler bile. Model kalibrasyon sürecinin tamamının otomatikleştirilmesi ve dijital ikizlerin gerçek zamanlı olarak bakımının ve takibinin yapılabilmesiyle ilgili öngörülebilirlikleri artırmak için simülasyon yapılan verilerle saha verileri arasındaki farklılıkların ortadan kaldırılması gerekir” diyor. Ramanath ve ekibi Bengaluru’daki laboratuvarlarında dijital ikizlerin öngörülebilirliklerini artırmaya yardımcı olacak yıkıcı bir algoritma geliştirmek için ileri derecede öğrenen makinelerden ve olasılık tekniklerinden faydalanıyor. “Bu algoritma bizim sanal modellerce toplanan saha verilerinden çok daha büyük ve geniş yelpazedeki bilinen ve bilinmeyen belirsizlikleri karakterize etmemize yardımcı olacak. Ardından bir ürünün yaşamı boyunca karşılaşabileceği her türlü sorunun gerçek zamanlı tespitini gerçekleştirmek için bu belirsizlikler sanal model kütüphanelerinde güncellenebilir.”Bu algoritma daha şimdiden bir Siemens şirketinde yeteneklerini ispat etti bile. Sanal dünyadan öngörüler Bu yeni kalibrasyon tekniği aslında simülasyon modellerinin vazgeçilmez olmasının beklendiği geleceğin otomasyon ve siber-fiziksel sistemlerinin tüm alanlarında kullanılacak uygulamalar için geliştiriliyor. Tasarım, geliştirme ve imalat seviyelerinde bu yeni tekniği temel alan dijital ikizler, bu modellerin kalibrasyonunu yapanlar için giderek daha öngörülebilir olacak. Sonuçta ürün tasarımcıları ürün ve parça davranışlarının sonuçlarını daha tasarım aşamasındayken kesin bir şekilde öngörebilecek ve kilit kalite ve performans ölçümlerine dayanarak sağlam tasarım payları bırakabilecek. Belirsizlik parametreleri tahminleri tasarım seviyesine doğru kaydırıldıkça, ürün testi ve prototiplemeye olan bağımlılık azalacak. Bu sayede artan üretkenlik ve optimum üretim uygulamalarının önü açılmış olacak. Uzun vadeli ürün bakımı açısından da, bu yeni kalibrasyon tekniğinin, fiziksel bir ürünün çalışma koşullarının “olduğu gibi” bir görünümünü sağlayabilmesi, dolayısıyla bakım ve gözetleme işleri için karar verme sürecini önemli ölçüde hızlandırması bekleniyor. Gelecekte bu yeni kalibrasyon tekniği şirketlerin ancak sanal dünya ile fiziki dünyanın eylemleri ve tepkileri bakımından birbirlerinden ayırt edilmelerinin olanaksız olması gerçekleştiği zaman dijital ikiz kavramının nimetlerinden tam anlamıyla faydalanmalarına izin verecek.