Technologia wirtualnych bliźniaków rewolucjonizuje produkcję w firmach. Pomaga im też ograniczać ślad węglowy produktów

Dzięki technologii wirtualnych bliźniaków procesy produkcyjne stają się bardziej wydajne. Według Fortune Business Insights globalny rynek takich rozwiązań do 2032 roku będzie się rozwijać w blisko 40-proc. tempie, do wartości blisko 260 mld dol. Jednak wirtualne bliźniaki mogą też odegrać kluczową rolę w przyspieszeniu realizacji celów zrównoważonego rozwoju. Wykorzystanie tej technologii pozwala bowiem projektować produkty i systemy tak, żeby miały jak najniższy ślad węglowy i koszt ekologiczny, w zgodzie z unijną polityką klimatyczną i założeniami GOZ.

Recykling i ponowne wykorzystanie surowców, komponentów i produktów to w biznesie generalna zmiana, determinowana przez cele neutralności węglowej i unijne regulacje zmierzające do gospodarki obiegu zamkniętego (GOZ). Jej celem jest m.in. projektowanie procesów produkcyjnych w taki sposób, aby produkty pozostawały w obiegu możliwie jak najdłużej, a następnie mogły zostać łatwo poddane renowacji bądź recyklingowi. GOZ jest w tej chwili jednym z najważniejszych biznesowych megatrendów; coraz więcej firm wyznacza sobie ambitne cele i składa konkretne obietnice dotyczące minimalizowania szkodliwego wpływu wytwarzanych przez siebie produktów. W wymiarze środowiskowym przynosi to duże korzyści, m.in. w postaci ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i zmniejszenia ilości generowanych odpadów.

– Ponowne wykorzystanie i możliwość naprawy produktu są obecnie kluczowe. Widzimy taki trend, że dziś producenci nie myślą już tak jak kilka lat temu, żeby jak najszybciej produkować produkty nienaprawialne. Dzisiaj, planując dany produkt, starają się skupić na tym, żeby on był naprawialny, żeby wydłużyć jego cykl życia. Natomiast ponowne wykorzystanie produktów i komponentów to jest ogromny obszar, gdzie można wiele zaoszczędzić od strony procesowej, ale też wpłynąć na środowisko – mówi agencji Newseria Biznes Ireneusz Borowski, country manager na Polskę w Dassault Systèmes.

Temu służyć ma m.in. dyrektywa o prawie konsumentów do naprawy, która weszła w życie w tym roku. Nowe przepisy mają zachęcać do bardziej zrównoważonej konsumpcji i ograniczać ilość odpadów poprzez ułatwianie naprawy zepsutych urządzeń oraz wspieranie sektora napraw. Parlament Europejski wskazuje, że wyrzucanie towarów nadających się do naprawy powoduje powstawanie 35 mln t odpadów rocznie w UE. Sprzedawcy będą zobowiązani do priorytetowego traktowania naprawy w okresie gwarancyjnym, jeśli jest tańsza od wymiany towaru lub kosztuje tyle samo. Po naprawie produktu okres gwarancyjny zostanie przedłużony o rok.

Z perspektywy firm GOZ oznacza wymierne korzyści finansowe, wynikające m.in. z oszczędności surowców i materiałów. Według danych przytaczanych przez Komisję Europejską przedsiębiorstwa produkcyjne w UE wydają na nie średnio ok. 40 proc. swoich środków. Dlatego też przejście na obieg zamknięty może pomóc im ograniczyć koszty, a jednocześnie zwiększyć rentowność i chronić je przed wahaniami cen zasobów. Jak podaje Parlament Europejski, całkowita cyrkularność może przynieść unijnym przedsiębiorstwom roczne oszczędności sięgające nawet 600 mld euro. Istotne jest również to, że neutralność węglowa i GOZ determinują sposób, w jaki firma podchodzi do planowania swojej produkcji oraz zarządza całym cyklem życia swojego produktu. To zaś wymusza po stronie przedsiębiorstw produkcyjnych większą innowacyjność i korzystanie z cyfrowych rozwiązań.

– Dzięki cyfrowym rozwiązaniom możemy dziś bezpośrednio wpływać na to, żeby produkty miały jak najmniejszy wpływ na środowisko. Chodzi nie tylko o ich ślad węglowy, bo to tylko jeden z aspektów, ale trzeba iść dalej, czyli kontrolować cały proces: w jaki sposób dany produkt jest wykorzystywany przez użytkowników, w jaki sposób jest poddawany recyklingowi etc. Na tym etapie można po raz kolejny wykorzystać komponenty czy produkty i dać im nowe życie. Ale to wymaga właśnie innowacyjnych rozwiązań cyfrowych, np. klasy wirtualnych bliźniaków, które pozwalają cyfrowo odwzorować cały produkt, zasymulować proces produkcyjny, zasymulować jego działania, ale też jego wpływ na środowisko, demontaż, utylizację i ponowne wykorzystanie – mówi Ireneusz Borowski.

Dzięki technologii wirtualnych bliźniaków produkcja jest nie tylko bardziej zrównoważona, ale i wydajna. W uproszczeniu jej podstawą jest zaprojektowanie modelu 3D, który stanowi wirtualną reprezentację przedmiotu istniejącego w świecie rzeczywistym, dokładnie odwzorowując m.in. jego kształt, wymiary, właściwości fizyczne i inne unikalne cechy. Następnie na tym wirtualnym modelu przeprowadzane są testy i symulacje, które pokazują, jak dany produkt będzie się zachowywał w trakcie montażu, użytkowania lub gdy zostanie poddany działaniu różnych czynników. Wirtualny bliźniak pozwala też zasymulować to, jaki ślad węglowy i koszt ekologiczny pozostawi po sobie wytworzenie danego produktu.

– Dzięki temu możemy się zastanowić i wybrać najlepsze scenariusze, żeby jak najmniej szkodzić środowisku. Producent, zanim wprowadzi produkt, może też zdecydować, jakie materiały do produkcji będą najlepsze – mówi country manager Dassault Systèmes w Polsce.

Jak pokazuje niedawny raport „Kluczowa rola wirtualnych bliźniaków w zrównoważonym rozwoju”, opracowany przez Dassault Systèmes we współpracy z Accenture, ta technologia może odegrać kluczową rolę w dążeniu do osiągnięcia Celów Zrównoważonego Rozwoju ONZ 2030. Wykorzystanie jej w celu „transformacja sposobów zarządzania produktami i usługami w całym cyklu ich życia – od projektu, poprzez użytkowanie aż po wycofanie z eksploatacji” – mogłoby przynieść korzyści gospodarcze w wysokości sięgającej 1,3 bln dol. oraz jednoczesnej redukcji emisji CO₂e o 7,5 Gt w horyzoncie do 2030 roku.

– Mamy wiele takich rozwiązań klasy LCA, dzięki którym nasi użytkownicy i klienci mogą bezpośrednio badać to, jaki wpływ ich produkt ma na środowisko – zaczynając od materiałów, poprzez proces produkcyjny i logistykę, aż po dystrybucję, a kończąc na utylizacji. W efekcie cały proces produkcyjny jest odpowiedzialny, kontrolowany i można wpływać na wszystkie jego parametry – dodaje ekspert.

Jednym z flagowych rozwiązań Dassault Systèmes jest platforma 3DEXPERIENCE, która pozwala opracowywać i testować wirtualne bliźniaki produktów, ale i złożonych systemów – od samochodów aż po całe miasta i systemy bankowe. Korzysta z niej już wiele firm z rozmaitych branż, w tym m.in. przemysł motoryzacyjny, lotniczy i energetyczny. Dla przykładu francuski start-up lotniczy Blue Spirit Aero poprzez platformę doskonali projekt lekkiego samolotu bazującego na wodorowych ogniwach paliwowych. Z kolei Living Heart, projekt z obszaru life science, to wirtualny bliźniak ludzkiego serca, który pozwala lekarzom i chirurgom testować nowe leki i techniki operacyjne w cyfrowych warunkach, zanim zostaną zastosowane na prawdziwych pacjentach.

– Przykładów zastosowania naszych produktów jest bardzo wiele. Dzięki nim producenci mogą dostarczać produkty i rozwiązania, które w rewolucyjny sposób wpływają na ochronę środowiska. Wśród przykładów jest też m.in. firma Arthur Bus, która produkuje autobus wodorowy i jest w stanie odtworzyć w świecie wirtualnym nie tylko sam pojazd, ale i całą infrastrukturę oraz zasymulować ich działanie. To ma bezpośrednie przełożenie na dekarbonizację i ograniczenie emisji spalin – wyjaśnia Ireneusz Borowski.

Według raportu Fortune Business Insights globalny rynek bazujący na technologii digital twin rozwija się błyskawicznie – w 2023 roku był wart nieco ponad 12,9 mld dol, ale w tym roku ta wartość ma już wynieść 17,73 mld dol. Z kolei do 2032 roku wzrośnie do blisko 260 mld dol., przy średniorocznym wzroście na poziomie ok. 40 proc.

O innowacjach napędzających polski przemysł i zrównoważonym rozwoju produkcji eksperci rozmawiali podczas kongresu Green Industry Summit, który odbył się 22 października w Krakowie. Firma Dassault Systèmes była jednym z partnerów tego wydarzenia.