Slimme fabrieken van de toekomst ontwikkelen met Digital Twins

Met Simon Keogh van Siemens kijken we naar de toekomst van slimme fabrieken en de rol die digitale tweelingen hierin zullen spelen

Simpel gezegd:"een slimme fabriek is een verbonden fabriek", zegt Simon Keogh, General Manager, Factory Automation bij Siemens Digital Industries. “Je hebt een volledige gegevensstroom en geïntegreerde workflows, van de invoer van grondstoffen tot de productie van afgewerkte goederen, en van de werkvloer tot de dekking van belanghebbenden.

“De slimme fabriek gebruikt die verbonden omgeving echt om de flexibiliteit te maximaliseren, en de productiviteit van de fabriek door gebruik van data, door het gebruik van digitale tweelingen en een constante optimalisatie, waar we in sommige gevallen over zelfoptimalisatie spreken - maar er is is nog een weg te gaan om dit te bereiken in de meeste productieomgevingen.”

Digital Twins:een complete virtuele weergave van uw productie-installatie, producten en machines

Door fabrikanten de mogelijkheid te bieden om een ​​virtuele weergave van hun productie-installaties of producten te ervaren, "is de digitale tweeling een ongelooflijk belangrijk onderdeel van een slimme fabriek", zegt Keogh. “Het stelt een fabrikant in staat om in die virtuele omgeving veel van de fysieke kenmerken die in de fysieke fabriek aanwezig zijn, te overlappen. Dit is echt om de simulatie te maximaliseren om deze zo realistisch mogelijk te maken en om de optimalisatie van de meest eindige mogelijkheden mogelijk te maken."

"Digitale tweelingen bieden ook een virtueel gesloten-lussysteem waarbij fabrikanten zoveel mogelijk kunnen simuleren, zodat wanneer ze de fysieke omgeving ingaan, het risico zoveel mogelijk is verminderd, en de ontwerplay-out en doorvoer zijn ook geoptimaliseerd.

“Puristen zullen zeggen dat het geen tweeling is totdat je de virtuele en de fysieke representatie hebt, maar normaal gesproken komt het virtuele eerst, gevolgd door het fysieke kort daarna. Maar de mogelijkheid om echte gegevens terug te koppelen naar de digitale tweeling terwijl de productielijn of het product wordt gebruikt, stelt fabrikanten in staat om de hele simulatie te verbeteren, wat resulteert in een voortdurend verbeterende omgeving, waarbij het virtuele en fysieke steeds dichter bij elkaar komen. ”

Belangrijke technologieën om mogelijkheden voor slimme fabrieken te verbeteren 

"Ik denk dat een van de belangrijkste natuurlijk de sensoren zijn waar we gegevens in de fabriek oppikken. Ik denk dat het echt van cruciaal belang is omdat het allemaal om een ​​verbonden fabriek gaat, dus ongetwijfeld stellen open netwerken en open protocollen ons in staat om deze verbonden fabriek over veel technologieën en veel verschillende fabrikanten.Natuurlijk is de automatiserings- en roboticalaag ook ongelooflijk belangrijk in termen van automatisering van de productie, vooral nu middelen schaarser worden en veel van de producten complexer worden, met veel meer variatie en op maat gemaakte oplossingen ", zegt Simon Keogh, General Manager, Factory Automation bij Siemens Digital Industries.

"Ik denk dat een ander gebied de technologieën zijn die betrokken zijn bij visualisatie en analyse. Dus wat we eigenlijk met de gegevens doen zodra we ze uit de fabriek hebben gehaald, is ze omzetten in informatie en inzichten om snelle zakelijke beslissingen te nemen. Ik denk dat in termen van het sluiten van de cirkel, zullen technologieën zoals de cloud en de industriële rand ons in staat stellen om technologie zoals kunstmatige intelligentie en machine learning te gebruiken. 

"Een digitale tweeling kan op veel niveaus van de activiteiten van een fabrikant worden geïmplementeerd; het kan een digitale weergave zijn van een machine, een productielijn of een hele fabriek. "Om echter een sterk geoptimaliseerde en hoogwaardige productiesector te bereiken, moet de winsten daarna als gevolg van goede, slanke productiepraktijken, denk ik, zullen komen van het gebruik van digitale tweelingen", zegt Keogh, die eraan toevoegt dat "naarmate de ruimte steeds schaarser wordt, het vermogen om fabriekslay-outs te optimaliseren van cruciaal belang zal zijn, dat geldt ook voor de optimalisatie van de levenscyclus naarmate de time-to-market korter en korter wordt. Ik geloof dat deze eisen zullen worden bereikt door een geïntegreerde digitale tweeling", voegt Keogh toe.

Een Digital Twin implementeren in uw productieactiviteiten

Omdat veel fabrikanten hun digitale tweeling als een 2D- of 3D CAD-tekening beginnen, "is het gemakkelijk om die CAD-tekeningen vervolgens te importeren in zoiets als onze mechatronica-conceptontwerper, als voorbeeld, en vervolgens de fysieke kenmerken van dat product te overlappen. , machine of fabriek, en we kunnen er een simulatie van starten die kan variëren van een eenvoudig niveau tot een meer gedetailleerd niveau om 'wat als?'-scenario's, productieschema's en vraag en aanbod uit te voeren. Terwijl fabrikanten hun eigen digitale tweelingen kunnen ontwikkelen, zijn er oplossingspartners en systeemintegrators die in een organisatie kunnen komen en digitale tweelingen kunnen creëren”, zegt Keogh.

De komende vijf jaar...

Tot op zekere hoogte zijn er tegenwoordig al digitale tweelingen in gebruik. Naarmate de industrie vordert, verwacht Keogh dat het gebruik van de technologie zal toenemen, zodat organisaties een veel bredere dekking van hun productiefaciliteit hebben binnen een digitale tweeling. "Ik denk dat we een veel grotere integratie zullen zien tussen de verschillende stadia van ontwerp, engineering, ontwikkeling, productie en vervolgens door optimalisatie van servitization in termen van het product en de productie, dus ik denk dat integratie meer zal gebeuren. Ik denk dat we veel mensen zullen zien die veel gegevens hebben geproduceerd en datameren hebben gecreëerd om te proberen en te analyseren om inzichten te krijgen, begrijpen dat je dit soort toepassingen moet testen en vervolgens moet schalen. Dus ik denk dat we daar veel meer van zullen zien in plaats van alleen maar te proberen alle gegevens in de cloud te gieten”, zegt Keogh.

“En ik denk dat we nog meer van deze innovatieve technologieën zoals AI in de productie zullen zien komen. Ik denk dat we nog niet echt een grootschalig gebruik van 5G als communicatiemedium in fabrieken hebben gezien. Maar ik denk dat we veel snellere netwerken en veel flexibelere netwerkoplossingen zoals 5G zullen zien. Ik denk dat we dit steeds sneller zullen zien gebeuren. Als we nadenken over onze eigen ontwikkeling van onze eigen oplossingen, is de snelheid ervan verbluffend. Als ik kijk naar de afgelopen twee of drie jaar en wat er gaat gebeuren, het ene moment hebben we het over een trend, het volgende moment hebben we de technologie, en het gebeurt echt in een stroomversnelling. Waar voorheen, ik denk dat mensen naar vijf jaar zouden hebben gekeken en waren gegaan, 'ja, weet je, er gaat een beetje veranderen'. Nu denk ik dat er een significante verandering zal zijn.

“Het is natuurlijk anders in verschillende sectoren, de lucht- en ruimtevaart en de automobielindustrie hebben altijd het voortouw genomen bij de inzet van technologie, maar ik denk dat we een veel grotere acceptatie zullen zien in andere sectoren, zoals voedsel en drank, bijvoorbeeld, en misschien in sectoren die veel meer wetgeving om zich heen hebben, en daardoor tot op zekere hoogte een wat conservatievere benadering hebben van hun adoptie van technologieën”, besluit Keogh.