ИИ и Интернет вещей, применяемые в цепочках поставок, движут цифровыми двойниками

  21 августа 2021 г.  

Источник:AI Trends

Одновременное развитие сочетания Интернета вещей и машинного обучения приводит к росту использования цифровых двойников в цепочке поставок в качестве цифровой копии, которую можно использовать для различных целей. Связь с физической моделью и соответствующей виртуальной моделью устанавливается путем генерации данных в реальном времени с помощью датчиков.

Консорциум цифровых двойников, запущенный в августе как программа Object Management Group, работает над определением таксономии и стандартов, а также над внедрением технологий, включая искусственный интеллект и моделирование. К работе привлекаются инженеры. В число учредителей входят Ansys, Dell, GE, Lendlease, Microsoft и Northrop Grumman.

«Интернет вещей и машинное обучение - это сырье и инструменты - информация находится в репозитории, где мы моделируем процессы и создаем контекст. Хотя это может быть база данных или озеро данных, наиболее интересным примером для меня является цифровой двойник », - написал Скотт Лундстром, аналитик, специализирующийся на пересечении AI, IoT и Supply Chains, в своем блоге Supply Chain Futures. .

Цифровой двойник в цепочке поставок позволяет сравнивать текущие и исторические данные о производительности независимо от того, где находится датчик. Это может быть такой компонент, как термостат, актив, такой как грузовик или машина, сотрудник, например техник по обслуживанию, или процесс, как на производстве. «Частично возможности цифрового двойника обусловлены сложностью наличия моделей моделей для описания сложных активов, процессов и систем», - написал Лундстром.

В цепочке поставок модель цифрового двойника может охватывать товары, упакованные в контейнеры, которые перемещаются через физический мир к дистрибьюторам и клиентам. Модель может наследовать данные от процесса, создавшего продукт, на одном конце цепочки и информировать модель клиента на другом конце.

«Цепочки поставок и производственные активы - это только начало. По мере того, как эта технология становится более понятной, а развертывание становится проще, использование будет расти во все более сложных пространствах. В науках о жизни уже ведется разработка цифровых двойников в поддержку системной биологии, моделирующей сложные органы, такие как сердце человека », - написал Лундстрем. (См. «Виртуальные близнецы:их роль в здравоохранении, открытии лекарств и ответных мерах на пандемию» в журнале BioITWorld.)

В идеале для цепочки поставок, характеризующейся множеством сложных, многомодельных сценариев использования, инклюзивный цифровой двойник может иметь представление обо всей цепочке поставок от поставщика поставщика до покупателя. Понимание статуса и истории активов и процессов позволяет включить инструменты машинного обучения в уравнение для выполнения моделирования, оптимизации и прогнозирования моделей, - предполагает Лундстрем.

«Чтобы реализовать преимущества этой огромной возможности, нам нужны стандарты, согласованные таксономии, а также инструменты и платформы для коммерческого развития, чтобы этот рынок процветал», - заявил он. «Сообщество поставщиков реагирует на эту возможность, и многие практики из PLM [управления жизненным циклом продукта], Интернета вещей и аналитики / обработки данных начинают сосредотачиваться на решении некоторых из этих основополагающих стандартов».

Крупные поставщики платформ продвигаются вперед, предлагая инструменты и платформу как услугу (PaaS), чтобы попытаться получить долю и разработать стандарты «де-факто». Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform (GCP), Predix Platform от GE, IBM и Microsoft - все они создают расширения для своих существующих инструментов и платформ IoT, чтобы добавить поддержку для создания цифровых двойников.

Лундстром указал на Microsoft Azure Digital Twins как на одно из наиболее полных ранних предложений. Предварительная версия, представленная на мероприятии Microsoft Build 2020, которое состоялось практически в мае, поддерживает новый язык определения цифровых двойников (DTDL), основанный на реализации JSON-LD (нотация объектов JavaScript для связанных данных).

«Используя JSON-LD, хорошо принятую и простую объектную среду, Microsoft с самого начала поддерживает открытый стандарт», - пишет Лундстром. «Это ключевое требование, поскольку пользователи начинают понимать, что цифровым двойникам требуется открытый объектно-ориентированный подход для поддержки требований наследования, а также наличие нескольких экземпляров при создании сложных многоуровневых моделей, которые являются переносимыми и поддерживают использование широко доступных облачных платформ и ИИ. каркасы ».

Являются ли цифровые двойники цепочки поставок еще одной причудой?

«Является ли цифровой двойник цепочки поставок еще одной причудой», - спрашивается в блоге на сайте River Logic, поставщика технологии предписывающей аналитики для оптимизации цепочки поставок с использованием цифровых двойников. Работая с 2000 года в Далласе, компания предлагает готовые приложения со знаниями в области бизнес-планирования и оптимизации.

Программное обеспечение для моделирования и моделирования позволяет организациям создавать реалистичных и поддающихся проверке цифровых двойников цепочек поставок. Методы интеллектуального анализа данных вместе с входными данными от датчиков Интернета вещей (IoT) позволяют вводить данные в модели в реальном времени. Модели могут отслеживать и определять, что происходит в реальном мире, и планировать соответствующие корректирующие действия.

Исследование Gartner по внедрению Интернета вещей в июле 2018 года показало, что 13% компаний, работающих с проектами Интернета вещей, уже имеют цифровых двойников, а еще 62% работают над их внедрением. «Кажется, что двойники цифрового планирования - это больше, чем просто дань моде», - говорится в сообщении River Logic.

Инженеры в 1970-х и 1980-х годах использовали трехмерные модели САПР сложного инженерного оборудования для проведения виртуальных обходов. По мере развития технологии САПР стало возможным отображать физический стресс, что сделало возможным проведение виртуального стресс-тестирования. Сегодня можно создавать «почти идеальные» цифровые модели реального оборудования, такого как самолеты, автономные транспортные средства и буровое оборудование, и путем ввода реальных данных, таких как статические и динамические нагрузки, испытываемые во время взлета самолета, для измерения характеристик.

«Таким образом можно смоделировать реальный мир и преодолеть разрыв между нашей физической и цифровой средой», - заявляет River Logic. На веб-сайте River Logic рассказывается об опыте работы нескольких компаний с цифровыми двойниками.

Цифровой двойник склада в Азиатско-Тихоокеанском регионе, созданный DHL Supply Chain

DHL Supply Chain построила своего первого цифрового двойника склада в Азиатско-Тихоокеанском регионе для Tetra Pak, многонациональной швейцарской компании по упаковке и переработке пищевых продуктов. Цифровой двойник постоянно получает данные в реальном времени с физического склада в Сингапуре, который DHL разработала для интеграции в цепочку поставок, согласно сообщению в журнале Supply Chain.

«Совместное внедрение такого цифрового решения для улучшения складской и транспортной деятельности Tetra Pak является прекрасным примером интеллектуальных складов будущего», - заявил Жилле Джером, генеральный директор DHL Supply Chain Singapore, Малайзия, Филиппины. «Это обеспечивает гибкие, рентабельные и масштабируемые операции по цепочке поставок».

На складе DHL Control Tower отслеживает входящие и исходящие товары, чтобы гарантировать, что все товары хранятся надлежащим образом в течение 30 минут с момента получения. Въезжающие грузовики оснащены технологией IoT. Интеллектуальное решение для хранения, разработанное Tetra Pak, отслеживает и моделирует физическое состояние и отдельные уровни запасов в режиме реального времени, обеспечивая непрерывную координацию операций. .

«Мы ожидаем, что партнерство с DHL Supply Chain будет способствовать дальнейшему увеличению нашей производительности и поддержанию высоких стандартов в наших цепочках поставок», - прокомментировал Деврадж Кумар, директор по интегрированной логистике в Южной Азии, Восточной Азии и Океании компании Tetra Pak.

Цифровые близнецы в Париже защитят ветряные турбины от штормов в Северном море

Инженеры GE в Париже в партнерстве с Ansys, глобальным поставщиком программного обеспечения для инженерного моделирования, создают цифрового двойника ветряной турбины в Северном море. Одна из целей - максимизировать производительность и минимизировать время простоя за счет выявления проблем до того, как они приведут к незапланированному отключению. Согласно сообщению GE News, профилактическое обслуживание полагается не только на физические датчики на машинах, но и на виртуальные датчики, размещенные в местах, где нельзя использовать физические датчики.

Виртуальный датчик может с достаточной точностью угадывать такое значение, как температура давления, используя другие данные датчиков и интеллектуальные алгоритмы, основанные на исторических данных или моделях.

Например, инженеры GE разработали цифровой двойник двигателей рыскания ветряной турбины Haliade 150-6, который позволяет турбине мощностью 6 мегаватт вращаться и позиционироваться против ветра. Этот цифровой двойник с помощью виртуальных датчиков моделирует температуру в различных частях двигателей.

Используя алгоритмы, построенные на Predix, программной платформе GE для промышленного Интернета, и подход к моделированию, разработанный Ansys, инженеры теперь могут оценить температуру двигателя в любой момент. В литейном производстве они также могут отслеживать, как двигатели работают при различных деформациях с течением времени. В полевых условиях инженеры могут использовать приложение с приборной панелью, подключенной к двойнику, для контроля температуры двигателя.

«Для моделирования, благодаря цифровому двойнику, нам нужно знать только ток, чтобы понять температуру и оптимизировать использование двигателя», - заявил Сабо.

GE сообщает, что у нее уже работает 1,2 миллиона цифровых двойников реактивных двигателей, газовых турбин и локомотивов.

Прочтите исходные статьи и отчеты в Supply Chain Futures, Digital Twin Consortium, блоге River Logic, журнале Supply Chain и GE News.