Digital Twin Design of the Machine Tool

Tato dizertační práce je zaměřena na problematiku návrhu digitálního dvojčete obráběcích strojů. Hlavním cílem je navrhnout digitální dvojče obráběcího stroje. Rešerše v oblasti digitálních dvojčat ukazuje nejednoznačný pohled na koncept digitálního dvojčete. Proto je přistoupeno k formulování systematické definice digitálního dvojčete a jeho hlavních součástí. Definice je pak rozšířena o metodiku návrhu digitálního dvojčete. Tato metodika je v druhé části práce aplikována při návrhu digitálního dvojčete výrobní buňky UVSSR Cell. Díky tomu je možné navrhnout digitální dvojče, představující nástroj pro řešení tří technických problémů, kterými jsou monitorování stavu technické soustavy, predikce chyby přesnosti najetí do polohy způsobené změnou teplot a podpora uživatele při obsluze technické soustavy. Na závěr je softwarová a hardwarová část navrženého digitální dvojčete implementována spolu s vytvořeným komunikačním rozhraním integrujícím uživatele prostřednictvím virtuální a rozšířené reality.This thesis focuses on the design of a digital twin of machine tools. The main objective is to design a digital twin of a machine tool. A survey in the field of digital twins shows an ambiguous view of the concept of digital twin. Therefore, it is proceeded to formulate a systematic definition of digital twin and its main components. The definition is then expanded to include a design methodology for the digital twin. This methodology is applied in the second part of the thesis to the design of a digital twin of a UVSSR Cell manufacturing cell. As a result, it is possible to design a digital twin representing a tool for solving three technical problems which are monitoring the state of the technical system, prediction of the positioning accuracy error caused by temperature changes and user support in the operation of the technical system. Finally, the software and hardware part of the proposed digital twin is implemented together with the developed communication interface integrating the user through virtual and augmented reality.