Niezbędny warunek zrównoważonego eko-rozwoju: Cyfrowy bliźniak
Megatrendy społeczne napędzają trendy technologiczne. Dzięki Connectivity+ Grupa Technologiczna HARTING podejmuje ten temat i przedstawia wizję firmy – „Chcemy kształtować przyszłość za pomocą technologii dla ludzi” – za pomocą konkretnych produktów i zastosowań. W świetle tych różnych zagadnień pojawia się pytanie: co zrównoważony eko-rozwój i odpowiednie przyszłe rozwiązania technologiczne mają wspólnego z cyfrowymi bliźniakami i odwrotnie?
Grupa technologiczna HARTING postrzega cyfrowego bliźniaka jako holistyczną koncepcję umożliwiającą pełne odwzorowanie i przejrzystość rzeczywistego zasobu w całym cyklu jego trwałości – od jego powstania, poprzez tworzenie wartości odnawialnej (gospodarka o obiegu zamkniętym, „od kołyski do kołyski”), aż do ostatecznego ‘odzysku energii’ („od kołyski po grób”).
Określenie informacji na temat zrównoważonego charakteru zasobu w kontekście cyfryzacji możliwe jest jedynie za pomocą cyfrowego bliźniaka. Nie dzieje się tak jednak dlatego, że cyfrowy bliźniak sprawia, że zasób jest bardziej eko-zrównoważony lecz chodzi to o wiele więcej, ponieważ stwarza możliwość przejrzystego zestawienia i powiązania informacji o komponentach/materiałach i ich właściwościach, a co za tym idzie, docelowo optymalizując procesy i wprowadzając weryfikowalne ulepszenia.
Rozważmy na przykład określenie śladu CO2 produktów (ślad węglowy produktu (PCF) / ślad węglowy produktów (CFP)): nie wynika to bezpośrednio z samego składnika aktywów, a można je wprowadzić jedynie w kontekście prawdziwego zasobu poprzez cyfrowego bliźniaka. Dzięki cyfrowemu bliźniakowi użytkownicy zyskują wgląd w różne fazy cyklu życia produktu (proces rozwoju, łańcuch dostaw i produkcja, logistyka, użytkowanie, konserwacja/naprawa...), a także użyte komponenty i materiały i dopiero wtedy możemy zasadniczo stwierdzić w odpowiedzi na pytanie: czy produkt jest faktycznie zrównoważony, czy nie?
Oznacza to: zrównoważony eko-rozwój można osiągnąć wyłącznie za pomocą cyfrowego bliźniaka.
W tym miejscu ważne jest, aby pamiętać, co następuje: Zrównoważenie środowiskowe wykracza daleko poza samo ustalenie śladu węglowego! Cyfryzacja – jeśli chodzi o mapowanie cyfrowego bliźniaka – należy zastosować w znacznie szerszym kontekście; a zwłaszcza gdy rolę odgrywają kwestie gospodarki o obiegu zamkniętym (w jęz.ang. 10xR):
Odmowa: Jak można uniknąć stosowania substancji niebezpiecznych dla zdrowia już na etapie projektowania produktu?
Przemyślenie: Czy na przykład produkt można wypożyczyć zamiast sprzedawać?
Redukcja: Jak wytworzyć produkt przy możliwie najniższym zużyciu zasobów naturalnych i materiałów?
Ponowne wykorzystanie: Jak można ponownie wykorzystać produkt?
Naprawa: Jak zwiększyć możliwość naprawy produktu? Jak można naprawić produkt?
Renowacja: W jaki sposób można wymienić poszczególne elementy produktu?
Regeneracja: W jaki sposób można włączyć elementy starego produktu do produkcji nowego produktu?
Zmiana przeznaczenia: W jaki sposób produkt może zostać ponownie wykorzystany w innym celu?
Recykling: W jaki sposób można poddać recyklingowi materiały/komponenty produktu?
Odzyskanie: W jaki sposób można odzyskać surowce użyte w produkcie?
Opublikowany przez Komisję Europejską 30 marca 2022r. wniosek dotyczący nowego rozporządzenia w sprawie eko-projektu dla produktów zrównoważonych (ESPR) opiera się na Europejskim Zielonym Ładzie i Planie Działań Unii Europejskiej dotyczącym Gospodarki o Obiegu Zamkniętym i przewiduje wprowadzenie tzw. Produktu Cyfrowego Paszport (DPP). Ten paszport produktu miałby służyć jako zbiór informacji o produkcie i jego łańcuchu wartości. Ustandaryzowana wymiana właśnie tych danych i informacji w całym cyklu życia produktu jest kluczowym elementem DPP. Powinien on umożliwiać odpowiedź na następujące pytania – różnym interesariuszom, takim jak: klient, osoby dokonujące napraw, recyklingu, itp. – w całym cyklu życia produktu:
- Identyfikacja produktu: Czym jest dany produkt? Jakie identyfikatory (np. numer artykułu, numer taryfy celnej itp.) posiada?
- Identyfikator producenta: Kto wyprodukował produkt, gdzie i kiedy?
- Informacje o materiale: Z jakich materiałów (składniki, zawartość materiałów pochodzących z recyklingu, pierwiastki ziem rzadkich...) i komponentów składa się produkt
- Dane techniczne: Jakie cechy posiada produkt?
- Deklaracje zgodności i oznaczenia: Deklaracja zgodności UE, oznaczenia (CE, WEEE, ATEX,…)
- Trwałość: Jak można naprawić produkt, używając jakich części zamiennych (dostępność, czas dostawy) i jakich narzędzi (wskaźnik naprawy)? Jaka jest oczekiwana trwałość (średni czas do awarii MTTF, średni czas między awariami MTBF) lub trwałość/odporność na wpływy zewnętrzne, takie jak obciążenia mechaniczne lub procesy starzenia?
- Możliwość recyklingu: Czy produkt można rozdzielić na różne komponenty i materiały
- Energia i zasoby: Jaki jest wpływ produktu na środowisko (ślad środowiskowy (CO2, H2O, NOX), zużycie energii)? W jaki sposób wydobywano surowce (wpływ na środowisko podczas wydobycia ale także społeczna odpowiedzialność biznesu, np.: praca dzieci)?
- Zastosowanie: W jaki sposób produkt jest używany (optymalnie/efektywnie)? (instrukcja obsługi)
- EOL: W jaki sposób produkt jest demontowany? Jak jest traktowany pod koniec cyklu życia? Jakie materiały/komponenty należy dodać do odpadów i w jaki sposób?
- Możliwość recyklingu: Czy produkt lub jego komponenty/części można poddać recyklingowi?
Typ/Instancja
Komponenty takie jak złącza, które są urządzeniami instalowanymi pasywnie i które same w sobie są inteligentne, zazwyczaj nie będą wyświetlane jako instancje.
Tutaj wystarczy, jeśli zostanie utworzony typ a tym samym zintegrowany z cyfrowym bliźniakiem urządzenia, które zwykle funkcjonuje jako instancja.
Dla Grupy Technologicznej HARTING Paszport Produktu Cyfrowego stanowi kolejny krok w rzeczowym udoskonalaniu Cyfrowego Bliźniaka. Celem jest wzbogacenie cyfrowego bliźniaka o pełne dane dotyczące każdego elementu produktu i zapewnienie jego identyfikowalności. W ten sposób Cyfrowy Bliźniak służy jako źródło danych dla Cyfrowego Paszportu Produktu i jest istotny zarówno na poziomie klienta lub decydentów, jak i na poziomie dostawcy, z następujących powodów: przejrzyste cechy produktu decydują o procesie selekcji pod kątem pożądanej trwałości. Cyfrowy bliźniak lub paszport produktu cyfrowego może skutkować większym zrównoważeniem środowiskowym jedynie wtedy, gdy zostanie rozpowszechniony i powszechnie stosowany. Grupa technologiczna HARTING uważa, że powłoka administracyjna AAS, zdefiniowana i określona przez stowarzyszenie Industrial Digital Twin Association (IDTA) i ustandaryzowana w ramach międzynarodowej normalizacji (IEC), jest w tym przypadku idealnym wyborem. Takie jednolicie praktykowane standardy stanowią mocny fundament wdrażania zrównoważonego eko-rozwoju w sposób zorientowany na cel.
Grupa technologiczna HARTING prezentuje cyfrowy paszport produktu oparty na cyfrowym bliźniaku (powłoka zarządzania zasobami na poziomie instancji) dla wybranych części portfolio produktów na konferencji SPS 2023, Obecnie około 18 000 produktów zostało już wyposażonych w cyfrowego bliźniaka (zasoby AAS na poziomie typu) na tegorocznych targach HM 2023.
Należy tu zachować równowagę. Komponenty takie jak złącza, które są pasywnie instalowane w inteligentnych urządzeniach, zazwyczaj nie pojawiają się jako instancja. W tym przypadku wystarczy, że typ zostanie utworzony, a tym samym zintegrowany z cyfrowym bliźniakiem urządzenia, które zwykle działa jako instancja. Sytuacja wygląda inaczej w przypadku złączy, które są używane jako wysoce złożone komponenty instalacji lub komponenty infrastruktury. One również zdecydowanie stają się instancją. Przykładem może być SmEC (Smart Electric Connector, patrz również tec.news issue 44), który został już zdefiniowany jako instancja w projekcie standaryzacji DKE. Sam fakt, że SmEC generuje dane w aplikacji, które mogą być wykorzystane w zakładzie produkcyjnym w celu zwiększenia efektywności energetycznej, wymaga, aby SmEC stał się instancją, ponieważ usługi produktowe są zawsze powiązane z unikalną identyfikacją produktu, a tym samym z aktywną powłoką administracyjną tego samego.
