Digital Twins en AI:transformatie van industriële operaties

"Digital twin" is geen nieuwe term, maar in combinatie met de vooruitgang in AI wordt het steeds waardevoller bij het transformeren van industriële activiteiten en het creëren van extra bedrijfswaarde. De digitale tweeling, die een evoluerend profiel van een asset of proces in een fabriek produceert, legt inzichten vast over de prestaties gedurende de hele levenscyclus van de fabriek (procesontwerp, operaties en onderhoud).

Het wordt ook steeds intelligenter gemaakt door AI-agenten, tot het punt waarop het acties in de fysieke wereld kan voorschrijven, zodat bedrijven in realtime, met op feiten gebaseerde keuzes, alternatieve processen kunnen herconfigureren om problemen zoals fabrieksdowntime of knelpunten.

Het bieden van een digitale kijk op gebieden zoals planning en planning, vraagmodellen, distributiemodellen en controle en optimalisatie, en het verbeteren van de efficiëntie van die operaties door middel van voorschrijvende maatregelen, leidt tot een grotere winstgevendheid van het bedrijf (misschien het belangrijkste voordeel dat voor velen opkomt) , bij het overwegen om digitale tweelingen te implementeren).

Maar winstgevendheid is slechts een deel van het verhaal.

In deze vraag- en antwoordsessie met Ron Beck van AspenTech onderzoeken we de digitale tweelingen en hoe ze de industrie transformeren.

Vertel me eens waarom digitale tweelingen en innovaties in AI momenteel zo onschatbaar zijn voor industriële operaties?

Met de huidige marktonzekerheid, volatiliteit en vragen over toekomstige economische vooruitzichten, is elke industriële organisatie op zoek naar nieuwe manieren om efficiëntie te verhogen en winstgevender te zijn, maar vooral om veilige operaties te garanderen. Met fabrieken die draaien in onbekende situaties met een lage turndown, is technologie de toegangspoort tot dat doel.

Managers zien digitaal als een belangrijke manier om inzicht te behouden in de gezondheid en integriteit van apparatuur zonder de gebruikelijke werknemers in de fabriek. De digitale tweeling en AI zijn niet de ambitieuze toekomst die ze ooit waren - ze blijken in veel industriële organisaties impact te hebben op de winst.

Het belangrijkste is dat ze inzichten bieden die geen mens zou kunnen hebben over de gezondheid van apparatuur en toekomstige veiligheidsrisico's. Door gebruik te maken van zowel digitaal als AI, in combinatie met elkaar, zullen bedrijven in een goede positie verkeren om een ​​aantal van de eeuwenoude uitdagingen in fabrieksactiviteiten op nieuwe en effectievere manieren aan te pakken.

De digitale tweeling creëert virtuele kopieën van fysieke locaties, fabrieksprocessen, bedrijfsprocessen en activa, en stelt fabrieksoperators in combinatie met AI in staat om waarde te vinden in fabrieksgegevens die ze vervolgens kunnen gebruiken om verbeteringen in verschillende operaties te stimuleren.

De twee technologieën leggen in wezen alles vast wat er in de fabriek gebeurt en kunnen, met de data-inzichten die ze bieden, fabrieksoperators helpen betere operationele beslissingen te nemen en tot meer operationele uitmuntendheid te leiden.

Bovendien, afgezien van de economische vooruitzichten, is er momenteel toenemende druk op de industriële wereld om groenere manieren te vinden om producten te maken en duurzamere bedrijven te zijn met een lagere of zelfs nul koolstofintensiteit. Toevallig is er een grote rol weggelegd voor zowel de digitale tweeling als AI om een ​​groenere wereld te realiseren.

Hoe zorgt deze technologie voor nieuwe efficiëntie voor de industriële fabriek?

Als we dieper ingaan op het concept van de digitale tweeling, is de schoonheid ervan het vermogen om bedrijven een alternatieve lens te geven om hun activiteiten te bekijken, hen inzicht te geven in een verscheidenheid aan fabrieks- en processcenario's en te helpen ontdekken waar de grootste efficiëntie ligt.

Door middel van datamining en het benutten van domeinexpertise, dient AI om digitale tweelingen aan te drijven, waardoor ze steeds intelligenter worden. De nieuwe efficiëntie komt voort uit (a) minder behoefte aan mensen die gevaarlijke delen van de fabriek binnenlopen, en voor hen om naar afgelegen gebieden te worden vervoerd (b) het mobiliseren van de explosie van activagegevens voor nieuwe inzichten en het vermogen om te optimaliseren voor meerdere doelen en ( c) de uptime van de fabriek verbeteren door een betere voorspelling van toekomstige storingen en het vermogen om de gezondheid van activa efficiënt te behouden.

Voor fabrieksactiviteiten is het voordeel van de digitale tweeling, naast het verhogen van de uptime, het meest voelbaar in de plannings-, ontwerp- en planningsfasen van de fabriek en fabrieksprocessen. Het gebruik van digital twin-modellering om processen te ontwerpen, te vinden of te gebruiken die resulteren in verbeterde efficiëntie, leidt tot enorme operationele winsten. De vraag "wat als" is iets dat grondig kan worden geanalyseerd door snel een breed scala aan mogelijkheden te overwegen - het is de vraag waarvoor elke digitale tweeling in wezen een oplossing biedt.

Maar ook maakt feedback van operationele gegevens naar de ontwerpfunctie het nu mogelijk om een ​​nieuwe proceslijn te ontwerpen na vergelijking met de bruikbaarheid van eerdere ontwerpen en bijgevolg ontwerpen voor een betere betrouwbaarheid, veiligheid en bruikbaarheid.

Onderhoud is een ander gebied waarin we het voordeel zien van het gebruik van zowel AI als de digitale tweeling. Digitale agenten aangedreven door AI kunnen weken van tevoren het dreigende falen van activa en de oorzakelijke factoren voorspellen. Digital Twins kan vervolgens procesacties voorschrijven om de gezondheid van de apparatuur te behouden, zodat industriële organisaties de uitvaltijd van installaties kunnen minimaliseren.

Kun je naast winstgevendheid ook iets zeggen over duurzaamheid en hoe deze technologieën die inspanningen mogelijk maken?

Duurzaamheid vereist een heroverweging van wat een optimale bedrijfsvoering is. Naast veiligheid, doorvoer, kwaliteit en kosten worden nu koolstofvrije, circulaire economie en emissies kritische criteria. Technologie is hier een belangrijke motor van duurzaamheid.

De digitale tweeling is een krachtige factor voor betere transparantie, rapportage, meting en optimalisatie op het gebied van duurzaamheid. Vanuit het oogpunt van energiebeheer richten virtuele replica's van verschillende fabrieksprocessen de schijnwerpers op processen en apparatuur die de meeste energie verbruiken en bijdragen aan onnodige energieverspilling.

Hetzelfde concept geldt voor fabrieken die de uitstoot van emissies en afvalwater willen terugdringen.

Iets anders toe te voegen dat we je niet hebben gevraagd?

Een ander interessant voordeel van de digitale tweeling is de mogelijkheid om fabrieksoperators virtueel te trainen. Er zijn veel fabrieksscenario's met een hoog risico, waaronder startups, shutdowns en noodprocedures. De fabrieksomgeving vereist expertise om effectief te kunnen testen, en deze zeldzame situaties worden zelden voldoende geoefend. Virtuele trainingssimulators hebben een enorm voordeel, zoals een pilootvluchtsimulator dat doet voor piloten.

Een laatste opmerking, mij wordt vaak gevraagd betekent dit dat er minder werknemers in industriële omgevingen zullen zijn? Wat digitale en AI-technologieën zullen doen, is de waardevolle kenniswerker, operator en onderhoudspersoneel vrijmaken om meer werk met toegevoegde waarde uit te voeren, wat leidt tot een betere uitvoering van bedrijfsstrategieën en flexibelere besluitvorming, op alle niveaus, in een steeds vluchtige wereld.

De toekomstige organisatie van de procesindustrie zal effectiever en efficiënter zijn, waarbij het personeel ander werk zal doen dat concurrentievoordeel en duurzamere bedrijfsvoering oplevert.