Obranný průmysl čelí díky technologickému rozvoji velkým změnám a zároveň očekávání od něj neustále rostou. Podniky v tomto segmentu potřebují dodávat produkty rychleji, za nižší ceny a s maximální úrovní zabezpečení, přičemž dodržení přísných standardů je samozřejmostí. Proto jsou výrobci stále více nakloněni využívání digitálních technologií, aby dokázali zvládnout měnící se potřeby a budoucí výzvy. Avšak digitální transformace se týká nejen samotné technologie, ale komplexní strategie zahrnující technická řešení, změny pracovní kultury a integrační procesy, jež vedou k urychlení výrobních inovací a reálné konkurenční výhody.

Ještě donedávna patřila technologie digitálních dvojčat do sféry teorie, jakási vize budoucnosti. Ale dnes již představuje platformu, která v reálných případech podporuje kompletní životní cyklus produktu: od požadavků a návrhu, přes testování, certifikaci až po servis a modifikace. V první části se s René Zahradníkem ze společnosti Siemens Digital Industries Software zaměříme na to, jak digitální dvojče podporuje digitální transformaci společností z obranného průmyslu, mění procesy vývoje a zefektivňuje práci vývojových oddělení. Ve druhé části pak budeme hovořit o konkrétních řešeních, která přímo podporují výrobní procesy.

Jakou roli hraje koncept digitálních dvojčat v digitální transformaci podniků z obranného průmyslu?

Digitální dvojče je klíčovou komponentou digitální transformace – jak z technologické, tak i organizační perspektivy. V odvětví obrany již jednoduché 3D modelování prostě nestačí. Podniky potřebují kompletně zmapované, dynamické prostředí, které kombinuje návrhová data, systémové požadavky, výsledky simulací, certifikační procesy a provozní data. To umožňuje nejenom optimalizovat procesy návrhu, ale také kontinuálně zlepšovat produkt na základě aktuálních dat z jeho provozu. 

A co víc, digitální dvojče dláždí cestu ke konceptu MBSE (model-based system engineering), který je postaven na tom, že vše – od návrhových požadavků až k testování – se propojuje v jediném, konzistentní modelu. MBSE zajišťuje, že každý účastník, od designéra až po výrobního manažera, pracuje s totožnou „mapou“ produktu.

Jak jsme se nedávno mohli přesvědčit na veletrhu IDET, který registroval rekordní počet vystavovatelů, rozvoj českého i evropského obranného průmyslu nabírá na obrátkách, a správné digitální technologie mohou být rozhodujícím faktorem úspěchu na trhu.

Může digitální dvojče ovlivnit spolupráci mezi jednotlivými odděleními nejen v organizaci ale i s externími partnery?

Řešení funguje jako „jedna verze pravdy“ pro všechny zainteresované strany. To je zásadní prvek prostředí, kde se pracuje napříč různými disciplínami. Tam, kde se do procesu zapojují techničtí pracovníci z různých specializací a další oddělení zodpovědná za certifikaci, výrobu či servis, každý vidí stejná data, stejné verze modelu a stejné výsledky simulací. To eliminuje spoustu chyb vznikajících v důsledku různých souborových verzí. A stejným způsobem zajišťuje bezpečnou spolupráci s dodavateli, se kterými můžeme sdílet jen ty části modelu, které je třeba sdílet, a přitom udržet kontrolu nad duševním vlastnictvím. 

To je docela změna oproti tradičním postupům…

Zcela určitě. Jsme svědky poměrně výrazného posunu zejména v raných fázích produktového vývoje. Digitální dvojče nám totiž umožňuje celý proces tzv. „posunout doleva“, tj. přemístit procesy verifikace a validace již do rané fáze vývojového cyklu produktu a díky simulacím a testování ve virtuálním prostředí detekovat chyby dříve, než se dostaneme do fáze výroby fyzického prototypu. Tento přístup umožňuje nejen urychlit výrobu, ale také výrazně snížit náklady na potřebné změny.

Dokáže digitální dvojče také pomoci s certifikací a regulatorními požadavky v obranném průmyslu?

Výroba v segmentu obranného a leteckého průmyslu funguje v rámci přísných technických a certifikačních standardů – ať již vojenských či civilních. S technologií digitálního dvojčete a digitálního vlákna dokážeme zajistit potřebnou sledovatelnost jednotlivých kroků a změn a ke konkrétním požadavkům dohledat příslušné modely, testy, simulace výsledky analýz či výkonnostní data. 

Tento přístup značně zkracuje čas potřebný k přípravě dokumentace pro certifikační autority a zároveň snižuje riziko výskytu chyb. Zkušenosti z této oblasti nám ukazují, že takto lze certifikační procesy významně zkrátit. 

Jaké největší výzvy jsou spojené s procesem nasazení digitálního dvojčete?

Na prvním místě je to rozhodně integrace dat z různých informačních zdrojů, hovoříme především o kombinaci dat z často odděleně používaných systémů typu CAD, CAE, PLM, MES, CRM a ERP. V našich podmínkách se zejména jedná o tzv. „zlatý trojúhelník“ tvořený hlavními systémy PLM, MES a ERP, na jehož základě vzniká plnohodnotné digitální dvojče.

Pak nesmíme zapomenout na vytvoření správné organizační kultury. Změnou způsobu práce, tj. přechodem od různých datových úložišť a lokálních kopií k efektivní týmové spolupráci v cloudu a s větší transparentností, vyžaduje odlišný přístup také od zaměstnanců. Ti se potřebují naučit pracovat jinak než dříve. A často je právě tato změna tou největší výzvou, nikoliv technologie.

Nemůžeme přehlédnout ani bezpečnost. Obrana znamená citlivá data, která jsou předmětem přísných omezení a vojenských standardů. Proto je oblast bezpečnosti kritickou částí nasazení architektury digitálního dvojčete – jak na straně kybernetického zabezpečení, tak na straně bezpečnostních procesů.

Bude umělá inteligence hrát důležitou roli v rozvoji digitálních technologií v obranném sektoru?

AI hraje důležitou roli již dnes – je přítomna například v analýze výsledků tisíců simulací či predikce chování dílů pod zátěží. Umělá inteligence dovoluje konstruktérům zvolit optimální variantu návrhu, analyzovat rychleji různé varianty a analyzovat obrovská množství dat v čase, který je manuálními způsoby nedosažitelný.

AI navíc dokáže analyzovat stovky testovaných variant předtím, než vůbec vznikne fyzický model, a tím dále podpořit koncept „posunu doleva“. V budoucnu bude AI podporovat prediktivní údržbu systémů – například predikcí výpadků postavených na reálných údajích ze senzorů. V kombinaci s automatizací testovacích plánů to vytváří nové příležitosti jak omezit technologická rizika. To je bezpochyby směr, díky kterému se digitální dvojče nestane jen digitálním modelem návrhu, ale také digitálně řízeným rozhodovacím centrem. 

O tom, jak digitální dvojče podporuje vývoj nových výrobních zařízení, vývoj produktů, fyzické testování, systémovou integraci a spolupráci dodavatelského řetězce v reálném čase, budeme hovořit s René Zahradníkem v druhé části rozhovoru.

René Zahradník

René Zahradník je ředitelem českého zastoupení společnosti Siemens Digital Industries Software. Ve společnosti Siemens pracuje od roku 2009, řídil partnerské prodejní kanály ve střední a východní Evropě a více než 7 let působil jako obchodní ředitel. S dlouholetými zkušenostmi a se zaměřením na digitální transformaci pomáhá se svým týmem firmám zavádět inovace a udržet si konkurenceschopnost v rychle se měnícím světě. Je pevně přesvědčen, že digitalizace již není pro středoevropské podniky, které chtějí konkurovat na globální úrovni, pouze volitelnou alternativou. Specializuje se na digitální řešení, včetně technologie digitálního vlákna a plnohodnotného digitálního dvojčete, a podporuje společnosti v dosahování udržitelného růstu. Jeho cílem je provést podniky jejich digitální cestou tak, aby nejen držely krok, ale aby byly lídry ve svých oborech.