Какую ценность цифровой двойник приносит производственным предприятиям?

​​

Производственный сектор сталкивается с огромными проблемами. Дефицит предложения, повышенный спрос и нестабильный рынок вынуждают предприятия принимать новые стратегии, чтобы оставаться конкурентоспособными.

Многие производители обращаются к инновациям Индустрии 4.0, таким как промышленный Интернет вещей, искусственный интеллект и облачные вычисления, чтобы повысить производительность, снизить эксплуатационные расходы и реагировать на меняющиеся рыночные условия.

Цифровые двойники — новая технология, которая может использовать Интернет вещей, искусственный интеллект и другие технологии для имитации высокоточной копии реального объекта. Она может помочь владельцам лучше понять работу предприятия и потенциальные препятствия для повышения производительности.

Что такое цифровые двойники?

Цифровые двойники — это виртуальные представления существующего объекта, продукта, рабочего процесса или объекта. Обычно он предназначен для максимально точного соответствия их источнику — в идеале до такой степени, что близнец может действовать как реплика.

Например, цифровой двойник здания может представлять собой модель в масштабе один к одному. В нем могут быть те же системы отопления, вентиляции и кондиционирования, сантехника, освещение и даже материалы. Информация от подключенных к сети датчиков, таких как поток воздуха IoT, датчики пешеходного движения и освещения, может предоставить дополнительные данные.

Высокая точность реплики позволяет конечным пользователям использовать ее для различных целей, включая моделирование, прогнозирование и визуализацию строительных процессов.

Один конечный пользователь может воспользоваться преимуществами моделирования HVAC и алгоритма воздушного потока для выявления слабых мест в системе кондиционирования воздуха здания. Другой может использовать данные с устройств Интернета вещей, чтобы превратить цифрового двойника в систему мониторинга в режиме реального времени, которая предлагает мощную визуализацию построения сетей и производительности.

В дополнение к моделированию здания компания также может использовать цифровые двойники для отображения объектов и процессов в различных масштабах — от всей цепочки поставок компании до отдельного станка или компонента на заводе.

Цифровой двойник в производстве

Цифровые двойники предлагают владельцам производственных предприятий множество потенциальных преимуществ, включая улучшенный мониторинг, упрощенный контроль качества и визуализацию данных.

Визуализация данных IIoT

Цифровые двойники хорошо взаимодействуют с парками мониторинга IIoT, которые становятся все более распространенными в производственном секторе. Данные мониторов IIoT можно использовать для создания более точных двойников, повышая точность прогнозирования модели.

Конечные пользователи также могут визуализировать данные IIoT с помощью цифрового двойника, что помогает уменьшить некоторую путаницу, которая может возникнуть при анализе огромного количества информации, которую могут собирать системы IIoT.

Например, компания может использовать IIoT и существующий цифровой двойник предприятия для представления воздушного потока, пешеходного движения или движения товаров. Если на объекте есть существенные узкие места, такие как конвейерная лента, ограничивающая производительность завода, эта визуализация может помочь менеджерам определить их.

Тот же подход можно использовать для выявления неэффективной компоновки, узких мест в трафике, предупреждений о техническом обслуживании или даже потенциальных нарушений безопасности.

Независимо от того, какие данные отслеживает датчик IIoT, его можно привязать к местоположению, представленному где-то в цифровом двойнике или на нем, что позволяет менеджерам лучше понимать ценную информацию, полученную с помощью IIoT, о реальной производительности предприятия.

Прогностическое обслуживание и мониторинг оборудования в режиме реального времени

Сетевые датчики и машины могут непрерывно сообщать информацию о производительности заводского оборудования. Эти данные могут быть переданы цифровому двойнику, что позволит менеджерам получить представление о состоянии оборудования с высоты птичьего полета.

Если машина на заводе начинает вести себя необычно по сравнению с базовым состоянием, система может предупредить менеджеров, сообщив им точное местонахождение проблемы. Цифровой двойник может позволить точно определить неисправный компонент.

Стратегия профилактического обслуживания в сочетании с мониторингом в режиме реального времени может помочь владельцам сократить расходы на техническое обслуживание и снизить риск простоя.

ИИ позволяет пойти еще дальше. Исторические данные от датчиков машин IIoT в сочетании с данными производителя можно использовать для обучения алгоритма, который может прогнозировать, когда машины откажут. Использование данных, которые компания уже исправляет, означает, что алгоритм может обеспечить стратегию профилактического обслуживания для дальнейшего сокращения эксплуатационных расходов и времени простоя.

Планирование обновлений и изменений макета

Цифровой двойник может быть особенно полезен при аудите и планировании модернизации или реорганизации предприятия. Например, распространенные ошибки расположения линий могут стать более очевидными, если вы объедините цифровой двойник с данными о трафике или потоке ресурсов, показывающими, где рабочие и товары застревают.

Цифровой двойник и моделирование системы HVAC позволяют оценить эффективность текущей системы и смоделировать, как новая операция HVAC поможет улучшить поток воздуха, повысить комфорт на предприятии и сохранить качество воздуха на объекте.

Некоторым предприятиям может потребоваться соблюдение отраслевых стандартов в отношении воздействия на рабочих твердых частиц в воздухе. Менеджеры могут использовать модели качества воздуха для имитации этого воздействия, что поможет им определить, будет ли модернизация достаточно эффективной для обеспечения безопасности рабочих на объекте.

Анализ заводских процессов

Цифровые двойники могут помочь менеджерам лучше понять, как работает их предприятие, и как оно вписывается в общую структуру бизнеса. Цифровые двойники могут моделировать рабочие процессы, процессы и цепочки поставок, а их комбинация может позволить менеджерам «уменьшить масштаб» своего предприятия и наблюдать за потоком товаров со складов и поставщиков.

Та же технология может также позволить менеджерам «приближать» и просматривать движение отдельных компонентов и элементов по всему заводу. Трекеры RFID и аналогичные устройства, прикрепленные к поддону или детали, могут предоставить менеджерам картину того, как товары перемещаются по их заводу и производственному процессу.

Данные из этих систем также могут помочь улучшить инициативы по отслеживанию сайта. Правильная информация может определить исходные материалы и условия производства для каждого изделия, сходящего с конвейера.

Производители, которые подозревают проблемы с определенной партией или набором товаров, могут поручить менеджерам просмотреть производственные данные, чтобы определить, что может быть затронуто с наибольшей вероятностью, что поможет сократить объем отзыва.

Использование цифровых двойников для оптимизации производственных процессов

Цифровые двойники могут быть одним из лучших инструментов для адаптации производителей к новым рыночным условиям.

Менеджеры могут использовать эту технологию для более эффективной визуализации данных, собранных парком IIoT или проанализированных алгоритмами искусственного интеллекта. Цифровой двойник также может помочь компаниям моделировать работу предприятия, выявляя потенциальные уязвимости или узкие места в рабочих процессах.

Цифровые двойники могут стать важной инвестицией для производителей, поскольку волатильность рынка и растущий спрос делают эффективность производства более важной.