Создание умных заводов будущего с помощью цифровых двойников

В разговоре с Саймоном Кио из Siemens мы смотрим на будущее умных заводов и на роль цифровых двойников в этом.

Проще говоря, «умная фабрика — это подключенная фабрика», — говорит Саймон Кио, генеральный менеджер по автоматизации производства в Siemens Digital Industries. «У вас есть полный поток данных и интегрированные рабочие процессы от ввода сырья до производства готовой продукции, а также от цеха до охвата заинтересованных сторон.

«Умная фабрика действительно использует эту подключенную среду, чтобы максимизировать гибкость и производительность предприятия за счет использования данных, использования цифровых двойников и постоянной оптимизации, в некоторых случаях мы говорим о самооптимизации, но есть это еще не все, что нужно для достижения этого в большинстве производственных сред».

Цифровые двойники:полное виртуальное представление вашего производственного предприятия, продуктов и машин

Предоставляя производителям возможность испытать виртуальное представление своих производственных предприятий или продуктов, «цифровой двойник является невероятно важной частью умного завода», — говорит Кеог. «Это позволяет производителю накладывать в этой виртуальной среде многие физические атрибуты, которые существуют на физическом предприятии. На самом деле это делается для того, чтобы максимизировать симуляцию, сделать ее максимально реалистичной и позволить оптимизировать самые ограниченные возможности».

«Цифровые двойники также обеспечивают виртуальную замкнутую систему, с помощью которой производители могут моделировать столько, сколько они могут, чтобы, когда они входят в физическую среду, она была максимально исключена из рисков, а схема проекта и пропускная способность также были оптимизированы.

«Пуристы скажут, что это не близнец, пока у вас нет виртуального и физического представления, но обычно сначала идет виртуальное, а вскоре после него — физическое. Но возможность возвращать реальные данные по мере использования производственной линии или продукта обратно в цифровой двойник, позволяет производителям улучшать всю симуляцию, что приводит к постоянно улучшающейся среде, в которой виртуальное и физическое становятся все ближе и ближе друг к другу. ”

Ключевые технологии для расширения возможностей умного производства

«Я думаю, что одним из самых важных, конечно же, являются датчики, с помощью которых мы собираем данные по всему заводу. Я думаю, что это действительно важно, потому что все дело в подключенном заводе, поэтому, несомненно, открытые сети и открытые протоколы позволяют нам достичь это объединенное предприятие, использующее множество технологий и множество различных производителей.Конечно, уровень автоматизации и робототехники также невероятно важен с точки зрения автоматизации производства, особенно по мере того, как ресурсов становится меньше, а многие продукты становятся более сложными, с гораздо большим разнообразием и индивидуальными решениями. , – говорит Саймон Кеог, генеральный менеджер по автоматизации производства в Siemens Digital Industries.

«Я думаю, что еще одна область — это технологии, связанные с визуализацией и аналитикой. То, что мы на самом деле делаем с данными после того, как мы забрали их с завода, — это превращаем их в информацию и идеи для принятия быстрых бизнес-решений. Я думаю с точки зрения замыкания цикла такие технологии, как облачные технологии и передовые технологии, позволят нам использовать такие технологии, как искусственный интеллект и машинное обучение. 

«Цифровой двойник может быть реализован на многих уровнях операций производителя; это может быть цифровое представление машины, производственной линии или всего завода. Я думаю, что последующая выгода в результате использования передовых методов бережливого производства будет зависеть от использования цифровых двойников», — говорит Кеог, добавляя, что «по мере того, как пространство становится все более и более дефицитным, способность оптимизировать планировку завода будет иметь решающее значение, так же как и оптимизация жизненного цикла по мере того, как время выхода на рынок становится все короче и короче. Я считаю, что эти требования будут выполнены с помощью интегрированного цифрового двойника", – добавляет Кеог.

Внедрение цифрового двойника в ваши производственные операции

Поскольку многие производители начинают свои цифровые двойники как 2D- или 3D-чертежи CAD, «затем легко взять эти чертежи CAD, а затем импортировать их во что-то вроде нашего концептуального дизайнера мехатроники, например, а затем наложить физические атрибуты этого продукта. , машину или завод, и мы можем начать их моделирование, которое может варьироваться от простого уровня до более подробного уровня, чтобы запустить сценарии «что, если?», производственные графики, а также спрос и предложение. Хотя производители могут разрабатывать своих собственных цифровых двойников, существуют партнеры по решениям и системные интеграторы, которые могут прийти в организацию и создать цифровых двойников», — говорит Кио.

Следующие пять лет…

В какой-то степени цифровые двойники уже используются сегодня. Кио ожидает, что по мере развития отрасли использование этой технологии будет расширяться, так что организации будут иметь гораздо более широкий охват своих производственных мощностей в рамках цифрового двойника. «Я думаю, что мы увидим гораздо большую интеграцию между различными этапами проектирования, проектирования, разработки, производства, а затем за счет оптимизации услуг с точки зрения продукта и производства, поэтому я думаю, что интеграция будет происходить больше. Я думаю, мы начнем видеть множество людей, которые штампуют много данных и создают озера данных, чтобы попытаться проанализировать и получить представление, понять, что вам нужно протестировать эти типы приложений, а затем масштабировать. Поэтому я думаю, что мы увидим гораздо больше, чем просто попытки загрузить все данные в облако», — комментирует Кио.

«И я думаю, что мы увидим, как некоторые из этих инновационных технологий, таких как ИИ, войдут в производство. Я не думаю, что мы действительно видели широкомасштабное использование 5G в качестве средства связи внутри заводов. Но я думаю, что мы увидим гораздо более быстрые сети и гораздо более гибкие сетевые решения, такие как 5G. Я думаю, мы увидим, как это происходит все быстрее и быстрее. Размышляя о нашей собственной разработке наших собственных решений, скорость ее просто поразительна. Если я просто взгляну на последние два или три года и на то, что грядет, в одну минуту мы говорим о тенденции, в следующую минуту у нас есть технология, и это действительно происходит в определенном темпе. В то время как раньше, я думаю, люди посмотрели бы на пять лет и ушли бы, «да, вы знаете, будут небольшие изменения». Теперь я думаю, что будут значительные изменения.

«Конечно, в разных секторах по-разному, аэрокосмическая и автомобильная промышленность всегда лидировали в развертывании технологий, но я думаю, что мы начнем видеть гораздо большее освоение в других секторах, таких как продукты питания и напитки, например, и, возможно, в секторы, которые имеют гораздо более жесткое законодательство и, следовательно, в некоторой степени имеют более консервативный подход к внедрению технологий», — заключает Кио.