Digitale Tweelingen Vullen het Talentgat in de Productie Op

Het concept van de digitale tweeling, waarbij een organisatie een virtuele representatie creëert van haar bedrijfsoperaties, bestaat al decennia in verschillende vormen, maar heeft in de laatste jaren een enorme sprong gemaakt.

Vroeger werden digitale tweelingen gemaakt met spreadsheets om data in te voeren en mogelijke uitkomsten van verschillende scenario's te zien. Dankzij vooruitgang in kunstmatige intelligentie en virtuele realiteit, heeft de technologie van digitale tweelingen een sprong gemaakt met snellere, nauwkeurigere projecties, gebaseerd op oneindige datastromen die van overal ter wereld toegankelijk zijn. Het creëert essentieel een 'metaverse' voor productiebedrijven.

Door een directe datafeed te gebruiken en machine learning toe te passen, stelt digitale-tweelingtechnologie een productiefabriek in staat de data in realtime te benutten om slimmer en efficiënter te worden. Het doet dit door gaten in het productieproces te identificeren, de timing van onderhoud of foutproductieproblemen met toenemende nauwkeurigheid te voorspellen naarmate het meer informatie verzamelt. Het beheren van deze problemen vroegtijdig of voordat ze gebeuren, voorkomt downtime en productiviteitsverlies.

Terwijl de productiesector worstelt met een tekort aan geschoold personeel, helpt digitale-tweelingtechnologie leiders een productieve, veilige werkvloer te behouden ondanks beperkte middelen.

Ondersteuning van Lean Operaties

Met ervaren productiemedewerkers die met pensioen gaan en weinig geschoolde werknemers beschikbaar om ze te vervangen, worstelt de Amerikaanse industriële sector al jaren met een vaardigheidstekort. De Great Resignation, gefueled door de COVID-19-pandemie, heeft de uitdaging nog verergerd.

Terwijl fabrikanten worstelen om nieuw talent te werven, onboarding te regelen en te trainen, dient digitale-tweelingtechnologie als reddingsboei voor veel fabrikanten. Bedrijven gebruiken het om verschillende machine-opstellingen te testen om de meest productieve opties te vinden en downtime te voorkomen. Daarnaast stelt automatisering veel productiefabrieken in staat de productie te voortzetten ondanks reducties in beschikbare arbeidskrachten. Een enkele machineoperator kan meerdere machines autonom laten draaien, terwijl de digitale tweeling data analyseert om te zien hoe verschillende inputs en processen de productiviteit beïnvloeden.

Digitale-tweelingtechnologie is met name nuttig in het prototypestadium van productie, waar teams meerdere iteraties van een product ontwikkelen om te bepalen welk ontwerp en welke materialen het beste eindresultaat opleveren. Digitale tweelingen kunnen het prototyperingsproces stroomlijnen om de time-to-market te verbeteren en kosten te verlagen. Digitale-tweeling-prototypen zijn digitale weergaven die ontwerpteams laten zien hoe verschillende modellen in de echte wereld zullen presteren, zonder materialen en productietijd te besteden aan meerdere mogelijke iteraties. Het prototype kan informatie bevatten over fysieke attributen, eigenschappen, operationele parameters, stuklijst, onderdeelnummers en meer. Met een digitaal prototype kunnen producten veel eerder in het proces gebouwd worden, en kunnen simulaties worden uitgevoerd met virtuele realiteit. Wijzigingen kunnen snel worden aangebracht om ontwerpen te verbeteren voordat de fysieke machines worden gebouwd.

Als traditionele time-to-market twee tot drie prototyperingscycli vereist, kan het gebruik van een digitale tweeling in de vroege tot middenstadia één volledige prototyperingscyclus elimineren, wat tijd, middelen en kosten bespaart.

Optimalisatie van Werkplekomstandigheden

Door rekening te houden met hoeveel werknemers op een gegeven moment werken, alsook hun vaardigheidsniveaus en apparatuurbehoeften, kan een digitale tweeling simuleren hoe de productiviteit beïnvloed wordt door bepaalde werknemers naar andere gebieden te verplaatsen. Het kan de workflow balanceren en voorspellen welke combinaties van werknemers en apparatuur het meest productief zullen zijn.

Een digitale tweeling kan ook falen voorspellen op basis van factoren als leeftijd van apparatuur, gebruikte materialen, onderhoudsregistraties en andere datapunten, waardoor werknemers preventief onderhoud kunnen prioriteren om onnodige downtime te voorkomen.

In het geval van een machinegebrek maken digitale tweelingen virtuele troubleshooting mogelijk, zodat personeel oorzaken van falen en mogelijke oplossingen kan onderzoeken. Dit vermindert de hoeveelheid onnodige tijd en arbeid die het zou kosten om het probleem handmatig te diagnosticeren en een oplossing te vinden. Leiders kunnen dan de juiste specialist inschakelen om het probleem op te lossen, in plaats van elk potentiële apparatuurprobleem door te lopen. Omdat de digitale tweeling op een krachtige computer draait, kunnen analyses en simulaties in minuten worden uitgevoerd in plaats van uren of zelfs dagen.

Stappen voor Implementatie

Zodra senior leadership akkoord gaat met de potentiële winsten van digitale-tweelingtechnologie, kunnen productieleiders doorgaan met het implementatieproces. Naarmate de nieuwe technologie geïntroduceerd wordt, is het belangrijk deze sleutelstappen te nemen:

• Stel je doelen vast. Voordat je begint met het technische proces van het creëren van een digitale tweeling, stel vast wat de digitale tweeling zal doen. Welk zakelijk probleem lost het op? Zal het apparatuur monitoren om falen te melden? Falen voorspellen en preventief onderhoud aanbevelen? Of simulaties draaien om te zien hoe verschillende activiteiten de productiviteit beïnvloeden? Digitale-tweelingdata kan de organisatie helpen de problemen op te lossen die het moet, zoals het voorspellen van preventief onderhoud, maar kan ook andere verbetergebieden aanwijzen naarmate de data slimmer wordt en meer data wordt verzameld. Er is ook de vraag wat er gemonitord moet worden. Heb je een digitale tweeling voor één machine of productielijn nodig, of een grotere voor het hele fabrieksterrein? Hoewel het verleidelijk kan zijn om elk aspect van de fabriek te monitoren, focus op gebieden die de grootste return on investment opleveren. Digitale tweelingen kunnen later altijd uitgebreid worden.
• Vind de juiste software. Voor fabrikanten is het kiezen van een digitale-tweeling-creator als het selecteren van elk ander gereedschap in de werkplaats — denk aan de applicatie, de doelen en wat je nodig hebt om ze te bereiken. Als je alleen van plan bent apparatuur te monitoren voor operationele efficiëntie, volstaat een beperkte digitale tweeling, terwijl geavanceerdere technologie nodig is om simulaties te draaien.
• Importeer CAD-modellen en data. Hier komen dingen echt samen. Het importeren van computer-aided design (CAD) modellen en andere datastromen in de software stelt je in staat de digitale tweeling op te bouwen. Afhankelijk van de complexiteit van de digitale tweeling (monitoren versus simulaties, enkele machine versus volledige fabriek), zal de data die nodig is voor een accurate virtuele representatie sterk variëren. In het algemeen: verwacht zoveel mogelijk datastromen te exporteren om de beste resultaten te zien.
• Creëer een beveiligde verbinding. Omdat digitale tweelingen continue dataoverdracht tussen systemen vereisen, zijn beveiligde netwerken vitale om de hoofdproductiefabriek te beschermen tegen hacking of andere inbreuk. Bij het kiezen van een digitale-tweelingplatform, vraag naar de beveiligingsmaatregelen die aanwezig zijn om risico's te minimaliseren.
• Plan voor schaal. Zelfs als je klein begint met een digitale tweeling voor slechts één machine of lijn, is de benodigde rekenkracht waarschijnlijk groter dan elk standaardsysteem in de werkplaats. Bij het overwegen van tools en platforms, plan voor schaal en maak gebruik van cloudtechnologie om ervoor te zorgen dat er ruimte is voor groei als je later andere machinelijnen wilt toevoegen.

Het opzetten van een digitale tweeling kan fabrikanten helpen de productiviteit en veiligheid op de werkvloer te verbeteren, maar er moeten een paar voorwaarden vervuld zijn om succes te garanderen. Toegang tot accurate data is cruciaal, net als het waarborgen van een beveiligd netwerk. Naast de technische specificaties moeten leiders voldoende training, communicatie en incentieven bieden om ervoor te zorgen dat alle medewerkers het proces steunen. Effectief changemanagement is de sleutel tot succesvolle implementatie. Leveranciers moeten de voordelen van digitale tweelingen tonen terwijl ze personeel trainen in het gebruik van het platform. Het is belangrijk te begrijpen dat de nauwkeurigheid niet altijd 100% is, zeker niet in het begin, maar zelfs op 80% tot 90% kan de digitale tweeling resultaten eenvoudig verbeteren, en zal blijven verbeteren naarmate het meer data ontvangt en analyseert.

Samenwerken met een ervaren partner in dit veld helpt fabrikanten ook waarde te realiseren. Een digitale-tweelingprovider die de ins en outs begrijpt van hoe een bepaalde fabriek ingericht is, welke typen apparatuur gebruikt worden, en industrie-specifieke uitdagingen, zal beter in staat zijn een digitale tweeling te creëren die aan de behoeften en doelen van het bedrijf voldoet.

CV Ramachandran is een expert in digitale transformatie en operationele verbetering, en Vignesh Ramesh is een expert in digitale gezondheidszorg, bij PA Consulting.