Case study on applying digital twins in machinery industry; benefits and business opportunities

Tässä opinnäytetyössä selvitettiin digitaalisten kaksosten hyödyntämisen mah-dollisuuksia kone- ja laiteteollisuuden yrityksessä. Digitaalinen kaksonen on virtuaalinen kopio koneen tai laitteen fyysisestä osasta, tuotteesta tai kokonai-suudesta. Virtuaalisen kopion avulla voidaan seurata reaaliaikai...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Vekkeli, Minka
Other Authors: Informaatioteknologian tiedekunta, Faculty of Information Technology, University of Jyväskylä, Jyväskylän yliopisto
Format: Master's thesis
Language:eng
Published: 2024
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/99485
Description
Summary:Tässä opinnäytetyössä selvitettiin digitaalisten kaksosten hyödyntämisen mah-dollisuuksia kone- ja laiteteollisuuden yrityksessä. Digitaalinen kaksonen on virtuaalinen kopio koneen tai laitteen fyysisestä osasta, tuotteesta tai kokonai-suudesta. Virtuaalisen kopion avulla voidaan seurata reaaliaikaista dataa ja pa-rametriarvoja ilman, että tarvitsee olla fyysisen koneen lähellä. Digitaalisen kaksosen käytettävyyden kannalta olennaista on, että käytettävä data on kaksi-suuntaista, eli tarvittavaa dataa voidaan kerätä, analysoida, optimoida ja enna-koida, jotta fyysisiä laitteita saadaan hyödynnettyä paremmin. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, mitä hyötyjä ja mahdollisuuksia digitaaliset kaksoset voivat tuoda tutkimuksen kohdeyritykselle sekä miksi yrityksen tulisi investoi-da digitaalisiin kaksosiin. Tutkimuskysymyksiä tarkasteltiin sekä yrityksen eri toimintojen että auto- ja valmistusteollisuudesta haettujen esimerkkien kautta. Tutkimus toteutettiin teemahaastatteluina. Haastattelujen teemat ja analysoin-timenetelmä pohjautuivat aiempaan tutkimukseen ja kirjallisuuteen. Teema-haastatteluiden osallistujat, 13kpl, valittiin yrityksen työntekijöistä, jotta voitiin huomioida organisaatiokohtaiset tarpeet. Tutkimuksen tuloksia vertailtiin ai-kaisemmin julkaistuun kirjallisuuteen ja sieltä löydettyihin esimerkkeihin niin yritystasolla kuin toimintokohtaisesti. Tutkimuksen tulosten perusteella voi-daan todeta, että digitaalisten kaksosten käyttöönotto tarjoaa hyötyjä ja mah-dollisuuksia yrityksen kaikille toiminnolle. Hyötyjä ovat esimerkiksi tuotekehi-tysprosessin nopeutuminen ja dataan perustuva päätöksenteko. Mahdollisuuk-sia hyödyntää digitaalisia kaksosia löytyi muun muassa talon sisäisestä viestin-nästä, paremmasta työturvallisuudesta ja asiakkaiden laitteisiin tutustumisesta virtuaalisesti. Huoltopalveluiden näkökulmasta hyötyjä toisi nopeampi vika-koodien selvittäminen sekä oikea-aikainen huolto ja varaosien vastaavuus. Tut-kimuksen tuloksia voidaan myöhemmin hyödyntää alustavana investointi-suunnitelmana. Saadut tulokset ovat hyödyllisiä kohdeyritykselle, ja samalla myös muille kone- ja laitevalmistajille, jotka pohtivat digitaalisten kaksosten käyttöä heidän toiminnoissaan. This thesis explores the possibilities of utilizing digital twins in a machine man-ufacturing company. A digital twin is a virtual copy of the machine’s physical part, product, or entire machine. It allows real-time data and parameter values to be monitored without visiting the physical machine. It is essential that the data is bidirectional, meaning that the collected data can be gathered, analyzed, optimized, and predicted to utilize the physical devices better. The study aims to determine what benefits and opportunities digital twins can bring to the case company and why they should invest in them. The research questions have been examined from the perspective of different company departments, and examples have been sought from similar industries. Based on the literature re-view, analytical lenses have been created for processing the results, as well as themes on which thematic interviews are conducted as the research method. In the workshops, 13 company employees are interviewed to ensure that the an-swers are tailored to their specific needs. The research findings were compared with previously published literature and examples found at the company level and by the departments. Based on the findings of the study, it can be concluded that the implementation of digital twins offers benefits and opportunities for all company departments. Benefits include, for example, the acceleration of the product development process and data-driven decision-making. Opportunities to utilize digital twins were found in areas such as in-house communication, improved workplace safety and customers’ virtual familiarization with the ma-chines. From the perspective of maintenance services, benefits include faster fault code resolution, correct maintenance protocols and having correct spare parts available. The research findings could later be used as a preliminary in-vestment plan. The obtained findings are beneficial to the case company and other machinery and equipment manufacturers considering the use of digital twins in their operations.