Мнение гостей, август 2021 г.:Автоматизация на основе определения местоположения - почему цифровой двойник движущихся объектов является недостающей частью успешной промышленной автоматизации

  27 августа 2021 г.  

В этой статье рассказывается, почему многообещающая концепция цифрового двойника часто не достигает своей цели - сквозной автоматизации и взаимодействия. В нем утверждается, что для достижения полной цифровой трансформации компании должны оснастить своих цифровых двойников точными данными о местоположении всех движущихся активов в цехе и в вашей цепочке поставок. Эти исчерпывающие данные на основе местоположения позволяют цифровым близнецам создавать действенные идеи для повышения операционной эффективности, интеллектуальной автоматизации процессов и повышения качества производства. Изображенные варианты использования включают автоматизацию на основе местоположения от управления активами до контроля инструментов, что приводит к повышению производительности, качества, гибкости и устойчивости.

Согласно определению Консорциума цифровых двойников, цифровые двойники - это виртуальное представление сущностей и процессов реального мира, а также механизм синхронизации виртуальных и реальных сущностей [1]. Используя данные датчиков, цифровые двойники создают виртуальную модель, которую можно использовать для анализа, оптимизации и автоматизации текущего и будущего состояния физических активов или процессов в промышленных средах. Цифровые двойники, от итерации продукта до управления активами, профилактического обслуживания и предотвращения простоев, позволяют реализовать множество вариантов использования и позволяют компаниям принимать решения на основе данных в отношении технического обслуживания, устойчивости, эффективности процессов и производительности.

Недостаток в сквозной автоматизации

Хотя концепция цифрового двойника не нова, ее актуальность для промышленной автоматизации и внедрения интеллектуальных производственных процессов постоянно растет. В прошлом как физический цех, так и его цифровой двойник имели один недостаток:поразительную нехватку данных о перемещении активов в цехе. Мехди Бентанфус, генеральный директор KINEXON Inc. в Северной и Южной Америке, заявляет, что «влияние цифрового двойника так же сильно, как и данные, из которых он извлекается. Оборудование, которое составляет только 1% всех активов на типичном производственном предприятии, является основной частью, которая до сих пор была оцифрована. Это означает, что компаниям не хватает важной информации о 99% своих производственных цехов, а именно об активах, которые перемещаются по предприятию, включая продукты, поддоны, инструменты и грузовые автомобили. Подход KINEXON основан на местоположении, а это означает, что сверхточные датчики отслеживания активов в реальном времени предоставляют данные, которые действительно отражают динамические процессы в цехе и цепочке поставок и создают беспрецедентную ситуационную осведомленность ».

Таким образом, в то время как цифровые двойники успешно используются для управления машинами и создания прототипов, компании едва ли коснулись поверхности, когда речь заходит о потенциале данных в реальном времени о местоположении и статусе продукции в цехах и в цепочке поставок. Платформа автоматизации на основе определения местоположения (LAP) KINEXON призвана закрыть этот текущий пробел в данных, превратив данные о местоположении из различных технологических источников в цифрового двойника на основе определения местоположения. Затем этот цифровой двойник генерирует полезные аналитические данные в режиме реального времени. По словам Яна Буриана, старшего директора, главы IDC Manufacturing Insights EMEA, «локализация в реальном времени - важная и неотъемлемая часть умного предприятия завтрашнего дня. Таким образом, благодаря прозрачности, достигаемой в цехах, компании могут улучшить производительность и логистику ».

Учитывая растущую автоматизацию оборудования и процессов, оцифровка задействованных движущихся активов оказывается неоценимой для сквозной автоматизации и оптимизации производственного процесса. По всей цепочке поставок данные о движущихся активах в реальном времени можно отслеживать с помощью различных технологий, таких как UWB или BLE в помещении и GPS на открытом воздухе. Затем он обрабатывается и активируется на платформе автоматизации на основе определения местоположения, которая одновременно поддерживает другие сторонние системы, такие как WMS, MES, IoT и аналитические платформы. Например, WMS может быстрее реагировать и изменять приоритеты управления заказами в режиме реального времени, в то время как MES выигрывает от лучшего управления машиной и планирования на основе данных о пополнении запасов материала в реальном времени. Кроме того, общие платформы Интернета вещей и аналитики обычно выигрывают от интеграции платформы автоматизации на основе определения местоположения. Благодаря превосходным данным, которые они получают от LAP, они могут впервые комплексно проанализировать процессы цепочки поставок, от поставщика до покупателя. Это возможно за счет объединения данных цифрового двойника на основе местоположения с данными датчика, такими как температура, давление и другие контекстные данные, связанные с заказом. Эта сквозная прозрачность - один из важнейших результатов инициатив цифровой трансформации.

Ключом к расширению возможностей компаний в полной мере использовать преимущества промышленного Интернета вещей (IIoT) является беспрецедентная ориентация KINEXON на функциональную совместимость. Обеспечение того, чтобы цифровой двойник объединял технологии по всему спектру локализации, а также плавно интегрируется в текущий стек программного обеспечения, создает синергию между программными системами, пользователями и процессами по всей цепочке поставок. KINEXON стремится к тому, чтобы его цифровой двойник превратил технологические разрозненные хранилища в источники данных с добавленной стоимостью, а также предоставил возможность использования интеллектуального производства за счет обмена данными и интеграции.

Нет сомнений в том, что цифровые двойники никуда не денутся, и 2020 год стал показателем их ценности в дискретном производстве. «Во времена экономических потрясений и нестабильности спроса, как мы испытали во время пандемии COVID-19, цифровые близнецы могут помочь компаниям разработать надежные и устойчивые планы для своих цепочек поставок и производства. Это бесценное преимущество », - говорит Бентанфус из KINEXON. Неудивительно, что рынок цифровых двойников стремительно растет. До пандемии исследование Gartner показало, что 13% организаций, реализующих проекты Интернета вещей, уже использовали цифровых двойников, а 62% либо находились в процессе внедрения цифровых двойников, либо планировали это сделать. Gartner ожидает, что после пандемии к 2023 году одна треть средних и крупных компаний, внедривших IoT, внедрит по крайней мере один цифровой двойник, связанный с вариантом использования, мотивированным COVID-19 [2]. По прогнозам, к 2026 году весь рынок достигнет 48,2 млрд долларов США. [3]

5 основных причин инвестировать в цифрового двойника на основе местоположения

1. Оптимизация процессов и ускорение производства

Цифровые двойники на основе местоположения могут использовать данные для бесчисленных вариантов использования Интернета вещей, включая управление запасами, автоматизацию процессов, безбумажное производство, отслеживание и отслеживание, автоматизированное управление инструментами, операции AMR, поиск и поиск. Данные являются не только ключевым источником для автоматизации, но также для отслеживания и создания цифрового потока по всей цепочке поставок. Цифровые двойники могут помочь сократить потери, задержки и неэффективность, используя исторические данные и данные в реальном времени и делая прогнозы на будущее.

2. Оценка рисков и профилактическое обслуживание в реальном времени

Данные, обрабатываемые платформой автоматизации на основе местоположения (LAP), имеют решающее значение для выявления рисков в отношении работников, а также активов. Вместо того, чтобы полагаться на общие или периодические графики обслуживания, цифровые двойники позволяют проводить профилактическое обслуживание на основе состояния. Это предотвращает нежелательные простои машин, оптимизирует ресурсы и повышает доступность и надежность активов. В то же время они обладают огромным потенциалом для обеспечения безопасности рабочих, предотвращения столкновений и других приложений для обеспечения безопасности на рабочем месте.

3. Мгновенная выгода и быстрая окупаемость

Цифровой двойник для перемещения вещей основан на данных из готовой к использованию RTLS и других систем локации. Их выводы способствуют принятию решений на основе данных, помогают выявлять узкие места и возможности оптимизации.

Благодаря удобному для клиентов интерфейсу они незамедлительно приносят пользу на операционном уровне, не перегружая существующие системы ИТ или ОТ.

4. Интеграция всех систем Интернета вещей

Функциональная совместимость - ключевой аспект успешной стратегии цифровой трансформации. Цифровой двойник KINEXON разработан для беспрепятственной интеграции в существующие стеки программного обеспечения и обработки данных из любого источника технологий. Без чрезмерных требований ни к ИТ, ни к OT, он напрямую обеспечивает автоматизацию на основе определения местоположения, обеспечивая при этом превосходные входные данные для других процессов Интернета вещей и анализа больших данных в стороннем программном обеспечении.

5. Готовность вашего бизнеса к будущему

Цифровые двойники и автоматизация на основе определения местоположения являются основой для использования преимуществ новых передовых технологий, таких как искусственный интеллект или машинное обучение. В качестве центрального узла автоматизации они сокращают разрозненность технологий и отделов и способствуют сотрудничеству и инновациям. Это становится все более и более актуальным, если принять во внимание потребность в удаленном мониторинге в реальном времени, устранении неполадок, сотрудничестве и рабочих реалиях во все более глобальном и фрагментированном мире.

Пример использования:

Цифровые двойники ценны во всех отраслях промышленности, но автомобилестроение и производство являются одними из ключевых секторов для его использования:

- Производство:на 5% выше скорость сборочной линии с помощью автоматизированного управления инструментами

Ведущий мировой производитель автомобилей использует платформу автоматизации KINEXON на основе определения местоположения для автоматизированного управления инструментами на сборочной линии. Автоматическая настройка инструментов, быстрое и эффективное создание геозон и сверхточная цифровая визуализация процесса сборки не только позволили сэкономить миллионы, но и помогли сократить количество ручных ошибок, а также количество отзывов продукции. Решение KINEXON для международного производителя транспортных средств было отмечено множеством отраслевых наград.

- Поставщик автомобильной продукции:годовая экономия и повышение производительности через оптимизацию материальных потоков

Ведущий поставщик автомобилей Continental использует программное обеспечение KINEXON для оптимизации цепочки поставок и материальных потоков. Агрегаты AGV и комплектовщики оснащены датчиками RTLS, данные которых обрабатываются в цифровом двойнике. Решение не только увеличило коэффициент использования AVG, но и оптимизировало снабжение материалами и их пополнение, обеспечивая при этом полную прозрачность процессов внутренней логистики. Более подробная информация о полном спектре решений представлена ​​в этом тематическом исследовании.

Заключение:завершите цифровую трансформацию с помощью цифровых двойников с функцией определения местоположения

«Сегодня данные о местоположении остаются одним из важнейших неиспользованных ресурсов для компаний. В то же время получение истинной ценности от приложений Интернета вещей опирается на надежные и точные данные из вселенной «Местоположение вещей», - считает Бентанфус.

Инвестиции в цифровых двойников - это не только разумное финансовое решение с точки зрения сегодняшней прибыли, но и установка компании на дальнейшую экономию средств в среднесрочной и долгосрочной перспективе. Учитывая недавнюю ценовую революцию и растущую скорость внедрения различных технологий локализации, таких как сверхточная сверхширокополосная (UWB) для отслеживания в помещении или GPS для отслеживания на открытом воздухе, потенциал увеличения стоимости за счет автоматизации на основе местоположения с помощью цифрового двойника для перемещения предметов составляет теперь готов и доступен для использования каждой компанией.

Жасмин Велтер является менеджером по маркетингу B2B в глобальной технологической компании KINEXON. С KINEXON Jasmin продвигает вперед использование технологий определения местоположения для промышленной автоматизации на основе определения местоположения. Жасмин имеет более чем 10-летний опыт работы с международными компаниями в сфере производства и логистики, уделяя особое внимание интеллектуальному производству и цифровой трансформации. Вы можете связаться с Jasmin в LinkedIn и следить за обновлениями по автоматизации на основе местоположения здесь

[1] https://www.digitaltwinconsortium.org/initiatives/the-definition-of-a-digital-twin.htm
[2] https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2020-10-29-gartner-survey-reveals-47-percent-of-organizations-will-increase-investments-in-iot -Независимо-от-воздействия-COVID-19-
[3] https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/digital-twin-market-225269522.html