Digitala tvillingar inom ingenjörsvetenskapen – vad är det och varför behöver vi dem?

Ett verkligt produktionslaboratorium – och en exakt likadan digital kopia. Tänk att kunna skapa en virtuell spegling av verkligheten och utforska samt arbeta i den? Det är precis vad man kan göra med en digital tvilling! 

En digital tvilling är alltså en virtuell kopia av något som finns i verkligheten. Med hjälp av sensorer kopplas tvillingen till det fysiska objektet som den efterliknar, och kan därmed samla in data från objektet. Digitala tvillingar kan användas bland annat till att utveckla och simulera produkter, processer och funktioner samt för att utbilda personer i användning av maskiner och system. 

På Arcada betyder det till exempel att vi kunde skapa en tvilling av våra labbmaskiner och komplettera undervisning på plats med virtuella simuleringar. Studenterna kan bekanta sig med maskinerna, delta i undervisning och utföra övningar digitalt, vilket ger dem en helt annan nivå av baskunskap redan i ett tidigt skede av studierna. Det innebär även ökade möjligheter till självinlärning på ett sätt som är effektivt, tryggt och säkert. 

Kostnadseffektiva och hållbara lösningar för framtiden

Om man tänker på samhällets behov, så möjliggör digitala tvillingar både kostnadseffektiv och hållbar utveckling av produkter och processer. Istället för att varje gång skapa en verklig produkt kan vi skapa en virtuell kopia av produkten och utföra tester och mätningar på den. Först i det skedet när vi vet att produkten påminner om slutversionen kan vi ta fram en verklig version – istället för att ha tio olika modeller som inte går att använda. Detta sparar på naturresurserna och minskar på kostnaderna för arbete, material och energi. 

Med hjälp av en digital tvilling kan vi också försnabba övergången från vanlig plast till mer hållbara plastsorter, då vi virtuellt kan testa om egenskaperna i en produkt gjord av bioplast fortfarande är desamma. Vi kan effektivera processerna genom att först testa oss fram till de optimala inställningarna den digitala vägen, och först i slutskedet övergå till att skapa produkterna på riktigt. Det här gör att vi snabbare kan gå från idé till resultat.  

För att inte tala om alla nya möjligheter till branschöverskridande samarbete. Här finns potential för flera utbildningar att jobba tillsammans. En idé är till exempel användning av medicinska plaster. Med hjälp av denna teknologi kan man skapa en digital modell av en kroppsdel och sedan ta fram ett implantat eller något annat ersättande inlägg som behövs för vården av patienten. Här kunde Arcadas ingenjörer samarbeta med studenterna inom vård eller hälsa och välfärd. Det här öppnar även helt nya dörrar när det kommet till samarbete inom högskolans forskningsprojekt. 

Text: Harri Anukka, Laboratorieingenjör, Akademin för teknik, kultur och välfärd

Arcada uppmärksammar sitt 25-årsjubileum genom medelinsamlingskampanjen Arcada 25. Genom att donera till ändamålet Cirkulär produktion och processutveckling (External link) kan vi ta i bruk digitala tvillingar på högskolan.