ИИ и IoT топят цифровые двойники для умных цепочек поставок

21 августа 2021 г.

Источник: AI Trends

Комбинация IoT и ML, растущих одновременно, ведет к росту использования digital twins в supply chain как digital replica для различных целей. Связь физической модели и соответствующей виртуальной устанавливается генерацией real-time данных сенсорами.

Digital Twin Consortium, запущен в августе как программа Object Management Group, работает над таксономией, стандартами и enabling technology включая ИИ и симуляцию. Инженеров привлекают к работе. Founding members: Ansys, Dell, GE, Lendlease, Microsoft, Northrop Grumman.

«IoT и ML — сырье и инструменты — инсайт в репозитории, где мы моделируем процессы и создаем контекст. Это может быть база данных или data lake, но самый интересный пример для меня — digital twin», — написал Скотт Лундстром, аналитик на пересечении ИИ, IoT и Supply Chains, в блоге Supply Chain Futures.

Digital twin в supply chain позволяет сравнение текущих и исторических данных о производительности, где бы сенсор ни был. Это может быть компонент (термостат), актив (грузовик, станок), сотрудник (сервис-техник), процесс (мануфакчиринг). «Часть capability digital twin driven by эта сложность: models of models для описания complex assets, processes, systems», — Лундстром.

В supply chain digital twin модель может охватывать items в контейнерах, движущихся через физический мир к дистрибьюторам и клиентам. Модель может наследовать данные от процесса создания продукта на одном конце цепи и информировать customer model на другом.

«Supply chains и manufacturing assets — только начало. По мере лучшего понимания технологии и упрощения деплойментов, использование вырастет в все более сложные пространства. Уже есть развитие digital twins в life sciences для systems biology моделирования сложных органов вроде сердца», — Лундстром. (См. «Virtual Twins: Their Roles in Healthcare, Drug Discovery and Pandemic Response» в BioITWorld.)

Идеально для supply chain, характеризующейся многими complex multi-model use cases, inclusive digital twin может иметь вид всей supply chain от supplier's supplier к customer's customer. Понимание статуса и истории активов и процессов позволяет привнести ML tools для выполнения симуляций, оптимизаций, predictive capabilities к моделям, предлагает Лундстром.

«Для реализации выгод этого tremendous opportunity нужны standards, agreed taxonomies, commercial development tools и platforms для этого рынка», — заявил он. «Supplier community реагирует на возможность, многие практики из PLM, IoT, analytics/data science начинают фокусироваться на резолвинге этих foundational standards».

Large platform suppliers движутся вперед с tools и PaaS offerings чтобы выиграть долю и развивать «de facto» стандарты. AWS, GCP, Predix Platform от GE, IBM, Microsoft — все строят расширения существующих IoT tools и платформ для поддержки создания digital twins.

Лундстром указывает на Microsoft Azure Digital Twins как один из более complete early offerings. Featured на Microsoft Build 2020 (виртуально, май), preview release поддерживает новый Digital Twin Definition Language (DTDL) на базе реализации JSON-LD (JavaScript Object Notation for Linked Data).

«Используя JSON-LD, well-accepted и simple object framework, Microsoft поддерживает open standard с начала», — пишет Лундстром. «Это key requirement, когда пользователи начинают понимать, что digital twins требуют open object-oriented подход для поддержки inheritance и multiple instances в создании complex multitier models, portable и поддерживающих widely available cloud platforms и AI frameworks».

Являются ли Supply Chain Digital Twins просто очередной модой?

Является ли supply chain digital twin просто модой, спрашивал блог River Logic, поставщика prescriptive analytics technology для supply chain optimization через digital twins. В бизнесе с 2000 г. в Далласе, компания предлагает pre-built applications с знанием business planning и optimization.

Simulation и modeling софт позволяет организациям создавать realistic и verifiable supply chain digital twins своих цепочек поставок. Data mining techniques вместе с вводами от IoT сенсоров позволяют кормить real-time данные в модели. Модели могут мониторить и определять что происходит в реальном мире и планировать appropriate corrective action.

Gartner study на IoT implementation в июле 2018 показал: 13% компаний с IoT-проектами уже имели digital twins, еще 62% работали к их внедрению. «Кажется, digital planning twins — больше чем просто мода», — заявил River Logic пост.

Инженеры 1970-х и 80-х использовали 3D CAD модели сложного инженерного оборудования для virtual walkthroughs. С продвижением CAD стало возможным представлять физическое напряжение, позволяя virtual stress testing. Сегодня можно конструировать «almost perfect» digital models реального оборудования: самолеты, автономные авто, буровые установки, и вводя real data (статические и динамические нагрузки при взлете самолета) — измерять performance.

«Так можно симулировать реальный мир и мостить разрыв между физическим и цифровым окружением», — River Logic. Несколько company experiences с digital twins highlighted на сайте River Logic.

Digital Twin склада в Pacific-Asia, построенный DHL Supply Chain

DHL Supply Chain построил первый digital twin склада в Pacific-Asia для Tetra Pak, мультинациональной food packaging и processing компании из Швейцарии. Digital twin снабжен real-time данными на постоянной основе от физического склада в Сингапуре, который DHL разработал для интеграции в supply chain, по аккаунту в Supply Chain magazine.

«Совместная реализация такого digital решения для улучшения warehousing и transport активностей Tetra Pak — отличный пример smart warehouses будущего», — Жилль Жером, CEO DHL Supply Chain Singapore, Malaysia, Philippines. «Это дает agile, cost-effective и scalable supply chain операции».

На складе DHL Control Tower трекает incoming и outgoing товары чтобы все хранились правильно в течение 30 мин после приема. Входящие грузовики оснащены IoT tech. Smart storage решение от Tetra Pak трекает и симулирует физическое состояние и индивидуальные stock levels в real-time, позволяя non-stop координацию операций.

«Ожидаем, партнерство с DHL Supply Chain дальше увеличит нашу продуктивность и сохранит высокие стандарты в supply chains», — Деврадж Кумар, Director, Integrated Logistics, South Asia, East Asia & Oceania для Tetra Pak.

Digital Twins в Париже защитят ветряк от Северноморских штормов

GE инженеры в Париже партнерятся с Ansys, глобальным поставщиком engineering simulation софта, для построения digital twin ветряка в Северном море. Цель — максимизировать выход и минимизировать даунтайм, замечая проблемы до unplanned outage. Predictive maintenance опирается не только на физические сенсоры на машинах, но и virtual sensors в местах, где физические сенсоры не могут быть использованы, по GE News.

Virtual sensor способен угадывать с fair precision значение типа температура или давление, используя другие данные с сенсоров и smart algorithms на базе исторических данных или моделей.

Например, GE инженеры разработали digital twin yaw motors Haliade 150-6 ветряка, позволяющих 6-мегаваттному турбине вращаться и позиционироваться в ветер. Используя virtual sensors, этот digital twin симулирует температуру в разных частях моторов.

Используя алгоритмы на базе Predix, GE software platform для industrial internet, и modeling approach от Ansys, инженеры могут теперь оценивать температуру мотора в любой момент. На Foundry они также могут мониторить как моторы переносят разные нагрузки во времени. В поле инженеры могут использовать app с dashboard, коннектед к twin, для мониторинга температуры мотора.

«Для симуляции, благодаря digital twin нам нужно знать только ток чтобы понять температуру и оптимизировать использование мотора», — Сабот.

GE сообщает: 1,2 млн digital twins реактивных двигателей, газовых турбин и локомотивов уже работают в поле.

Читайте исходные статьи и аккаунты в Supply Chain Futures, Digital Twin Consortium, блоге River Logic, Supply Chain magazine и GE News.