Welke waarde heeft een digitale tweeling voor fabrieken?

De maakindustrie staat voor enorme uitdagingen. Tekorten aan het aanbod, een verhoogde vraag en een volatiele markt dwingen bedrijven tot nieuwe strategieën om concurrerend te blijven.

Veel fabrikanten wenden zich tot Industrie 4.0-innovaties, zoals industrieel IoT, kunstmatige intelligentie en cloudcomputing, om de productiviteit te verhogen, de bedrijfskosten te verlagen en te reageren op veranderende marktomstandigheden.

Digital twins, een nieuwe technologie die gebruik kan maken van IoT, AI en andere technologieën om een ​​high-fidelity kopie van een echte faciliteit te simuleren, kan eigenaren helpen een beter begrip te krijgen van fabrieksactiviteiten en mogelijke belemmeringen voor productiviteit.

Wat zijn digitale tweelingen?

Digital twins zijn virtuele representaties van een bestaand object, product, workflow of faciliteit. Het is meestal ontworpen om hun bron zo nauwkeurig mogelijk te matchen - idealiter tot het punt dat de tweeling als een replica kan fungeren.

De digitale tweeling van een gebouw kan bijvoorbeeld een één-op-één schaalmodel zijn. Het kan dezelfde HVAC-systemen, sanitair, verlichting en zelfs materialen hebben. Informatie van genetwerkte sensoren, zoals IoT-luchtstroom, voetverkeer en verlichtingsmonitoren, kan aanvullende gegevens opleveren.

Dankzij de hoge betrouwbaarheid van de replica kunnen eindgebruikers deze voor verschillende doeleinden gebruiken, waaronder het simuleren, voorspellen en visualiseren van bouwprocessen.

Eén eindgebruiker kan profiteren van HVAC-modellering en een luchtstroomalgoritme om zwakke punten in het airconditioningsysteem van een gebouw te identificeren. Een ander kan gegevens van IoT-apparaten gebruiken om de digitale tweeling om te zetten in een realtime monitoringsysteem dat krachtige visualisaties biedt over het bouwen van netwerken en prestaties.

Naast het modelleren van een gebouw, kan een bedrijf ook digitale tweelingen gebruiken om objecten en processen op verschillende schalen weer te geven - van de hele toeleveringsketen van het bedrijf tot een individuele fabrieksmachine of -onderdeel.

De digitale tweeling in productie

Digitale tweelingen bieden verschillende potentiële voordelen voor eigenaren van fabrieken, waaronder verbeterde monitoring, gestroomlijnde kwaliteitscontrole en datavisualisatie.

IIoT-gegevens visualiseren

Digitale tweelingen werken goed samen met IIoT-monitoringvloten, die steeds vaker voorkomen in de productiesector. Gegevens van IIoT-monitoren kunnen worden gebruikt om nauwkeurigere tweelingen te maken, waardoor de voorspellingskracht van het model wordt verbeterd.

Eindgebruikers kunnen ook IIoT-gegevens visualiseren met behulp van de digitale tweeling, wat helpt om een ​​deel van de verwarring te verminderen die kan ontstaan ​​bij het ontleden van de enorme hoeveelheden informatie die IIoT-systemen kunnen vastleggen.

Een bedrijf kan bijvoorbeeld IIoT en een bestaande digital twin van een fabriek gebruiken om de luchtstroom van de fabriek, het voetverkeer of de verplaatsing van goederen weer te geven. Als er significante productieknelpunten in de faciliteit zijn, zoals een transportband die de doorvoer van de fabriek beperkt, kan deze visualisatie managers helpen deze te identificeren.

Dezelfde aanpak kan ook worden gebruikt om inefficiënties in de lay-out, verkeersknelpunten, onderhoudswaarschuwingen of zelfs mogelijke veiligheidsschendingen te identificeren.

Welke gegevens een IIoT-sensor ook bijhoudt, deze kan worden gekoppeld aan een locatie die ergens in of op de digitale tweeling wordt weergegeven, zodat managers waardevolle IIoT-vastgelegde informatie over de werkelijke prestaties van de fabriek beter kunnen begrijpen.

Voorspellend onderhoud en realtime bewaking van apparatuur

Genetwerkte sensoren en machines kunnen continu informatie rapporteren over de prestaties van fabrieksapparatuur. Deze gegevens kunnen worden verstrekt aan een digitale tweeling, waardoor managers een overzicht van de machinestatus in vogelvlucht hebben.

Als een machine in de fabriek zich ongewoon begint te gedragen in vergelijking met een baseline, kan het systeem managers waarschuwen en hen de exacte locatie van het probleem geven. Een digitale tweeling zou het mogelijk kunnen maken om het precieze onderdeel te lokaliseren dat defect was.

Een preventieve onderhoudsstrategie in combinatie met realtime monitoring kan eigenaren helpen de onderhoudskosten te verlagen en het risico op uitvaltijd te verkleinen.

AI maakt het mogelijk om nog verder te gaan. Historische gegevens van IIoT-machinesensoren, gecombineerd met fabrikantgegevens, kunnen worden gebruikt om een ​​algoritme te trainen dat kan voorspellen wanneer machines zullen falen. Door gebruik te maken van de gegevens die een bedrijf al corrigeert, kan het algoritme een voorspellende onderhoudsstrategie mogelijk maken om de bedrijfskosten en uitvaltijd verder te verminderen.

Planningsupgrades en lay-outwijzigingen

De digitale tweeling kan met name handig zijn bij het controleren en plannen van upgrades of reorganisatie van de fabriek. Veelvoorkomende fouten in lijnlay-out kunnen bijvoorbeeld duidelijker worden wanneer u een digitale tweeling combineert met verkeers- of resourcestroomgegevens die laten zien waar werknemers en goederen vastlopen.

Een digital twin en HVAC-systeemmodellering maakt het mogelijk om de effectiviteit van het huidige systeem te beoordelen en te simuleren hoe een nieuwe HVAC-operatie zou helpen de luchtstroom te verbeteren, het fabriekscomfort te verhogen en de luchtkwaliteit op de locatie te behouden.

Sommige bedrijven moeten mogelijk voldoen aan de industrienormen voor de blootstelling van werknemers aan zwevende deeltjes. Managers kunnen luchtkwaliteitsmodellen gebruiken om die blootstelling te simuleren, zodat ze kunnen bepalen of een upgrade efficiënt genoeg zal zijn om de bouwplaatswerkers veilig te houden.

Plantprocessen analyseren

Digitale tweelingen kunnen managers helpen beter te begrijpen hoe hun fabriek werkt en passen in de algemene structuur van het bedrijf. Digitale tweelingen kunnen workflows, processen en toeleveringsketens modelleren, en een combinatie kan managers in staat stellen om uit hun fabriek te "uitzoomen" en de goederenstroom van magazijnen en leveranciers te observeren.

Met dezelfde technologie kunnen managers ook "inzoomen" en de beweging van afzonderlijke componenten en items door de fabriek bekijken. RFID-trackers en soortgelijke apparaten die aan een pallet of onderdeel zijn bevestigd, kunnen managers een beeld geven van hoe goederen door hun fabriek en het productieproces reizen.

Gegevens uit deze systemen kunnen ook helpen bij het verbeteren van de traceerbaarheidsinitiatieven van een locatie. De juiste informatie kan de bronmaterialen en productieomstandigheden bepalen voor elk item dat van de productielijn komt.

Fabrikanten die problemen vermoeden met een bepaalde partij of reeks artikelen, kunnen managers de productiegegevens laten beoordelen om de dingen te identificeren die het meest waarschijnlijk worden beïnvloed, waardoor de reikwijdte van een terugroepactie wordt beperkt.

Digital Twins gebruiken om processen in productiefabrieken te stroomlijnen

Digitale tweelingen zijn misschien wel een van de beste tools die fabrikanten hebben om zich aan te passen aan nieuwe marktomstandigheden.

Managers kunnen de technologie gebruiken om gegevens die zijn vastgelegd door een IIoT-vloot of geanalyseerd door AI-algoritmen, effectiever te visualiseren. Een digitale tweeling kan bedrijven ook helpen bij het simuleren van fabrieksactiviteiten en het identificeren van potentiële kwetsbaarheden of knelpunten in workflows.

Digitale tweelingen kunnen een essentiële investering worden voor fabrikanten, aangezien de marktvolatiliteit en de groeiende vraag productie-efficiëntie belangrijker maken.