Implementacija tehnologije „digitalnog blizanca“ za analizu proizvoda tijekom faze korištenja

undergraduate thesis

• Title (english): The implementation of digital twin technology for the product usage analysis
• Author: Robert Celjak
• Mentor: Stanko Škec (mentor)
• Committee member: Branko Bauer (predsjednik povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2021-09-29, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering

Abstract

Kontinuirano praćenje rada proizvoda u stvarnom vremenu, uz mogućnost upravljanja njime bez fizičke interakcije, također u stvarnom vremenu, ima značajan utjecaj na sve faze i sudionike u razvoju proizvoda. Navedene značajke su ujedno i glavne karakteristike paradigme digitalnog blizanca u kojoj se, na temelju funkcija i obilježja fizičkog proizvoda, modelira digitalni pandan s kojim je fizički proizvod povezan automatiziranim tokovima podataka. U ovom radu adaptiran je postojeći proizvod sokovnik s ciljem realizacije implementacije digitalnog blizanca. Time je omogućeno praćenje podataka o potrošnji električne energije proizvoda tijekom rada te o volumenu dobivenog soka. Uspješno praćenje podataka omogućili su senzori i mikrokontroler koji je Wi-Fi konekcijom podatke slao do poslužitelja gdje su nadalje pohranjeni u bazu podataka te prikazani u stvarnom vremenu korištenjem softvera za vizualizaciju. Prototip je testiran na eksperimentu s uporabom različitih vrsta voća gdje se iz dobivenih rezultata zaključuje kako gustoća određenog voća utječe na potrošnju električne energije te kakva je korelacija između potrošnje električne energije i dobivenog soka čime se definira učinkovitost proizvoda. Iz toga se može zaključiti kako digitalni blizanac može pomoći u optimizaciji potrošnje električne energije, smanjenju troškova kako korištenja, tako i razvoja proizvoda, smanjenju ekološkog otiska, razvoju nove generacije proizvoda te produljenju životnog vijeka proizvoda korištenjem prediktivnog održavanja. Daljnji rad uključuje proširenje digitalnog blizanca na ostale tokove energije, materijala i signala, detaljniju analizu podataka te integraciju komplementarnih tehnologija.

Abstract (english)

Continuous real-time monitoring of product performance combined with real-time control of the said product without physical interactions has a significant impact on all stages and participants in product development. These features are also the main characteristics of the digital twin paradigm in which a digital counterpart is modeled based on the functions and characteristics of the physical product with said products being connected by automated data flows. This study aims to modify the juicer to complete the successful implementation of a digital twin. This enables data monitoring of product electricity consumption during operation, as well as of the volume of juice obtained. Successful data monitoring was enabled by sensors and a microcontroller which sent data via a Wi-Fi connection to a server where it was further stored in a database and displayed in real-time using visualization software. The prototype was tested in an experiment using different types of fruit, where the results show how the density of a particular fruit affects electricity consumption, while also defining the correlation between electricity consumption and juice obtained, which defines product efficiency. It can further be concluded that the digital twin can help optimize electricity consumption, reduce costs of both product usage and product development, reduce the environmental footprint, develop a new generation of products and extend product lifecycle using predictive maintenance. Further studies include the extension of the digital twin to other flows of energy, materials, and signal, as well as more detailed data analysis and the integration of complementary technologies.

• Keywords: Digitalni blizanac; senzori; Internet Stvari; Industrija 4.0; analiza podataka
• Keywords (english): Digital twin; sensors; Internet of Things; Industry 4.0; data analysis
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:204143
• Study programme: Title: Mechanical Engineering; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka strojarstva (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka strojarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2021-09-23 20:10:50