Die Verlangsamung der Produktivität war schon immer der Vorbote für die Anwendung neuer Ideen, um Wachstum zu erzielen. Die Bereitstellung von genügend Produkten für eine wachsende Bevölkerung war entscheidend für die erste industrielle Revolution, und Jahrhunderte später befand sich die Menschheit in der gleichen Situation. Das Produktivitätswachstum im gesamten Industriesektor fiel von 2,9 % im Zeitraum 1995-2005 auf etwa 1,6 % im Zeitraum 2006-2014… und wieder einmal war ein Paradigmenwechsel erforderlich.
Dies ist der Einstieg in die Industrie 4.0 und die Technologien zur digitalen Transformation, die sie definieren.
Es wird erwartet, dass die Anwendung von Technologien für die digitale Transformation dem Industriesektor, insbesondere dem verarbeitenden Gewerbe, helfen wird, flexibel genug zu sein, um auf Veränderungen zu reagieren. Lösungen für den digitalen Zwilling fallen in diese Kategorie. Der digitale Zwilling hat die Aufgabe, ein wichtiges Gut zu nutzen, das viele Hersteller übersehen: ihre Daten.
Die Fähigkeit, Betriebsdaten zu erfassen und daraus betriebliche Erkenntnisse zu gewinnen, ist die Grundlage von Industrie 4.0. Technologien wie IIoT, Edge-Computing-Hardware und intelligente Geräte ermöglichen die Datenerfassung, während analytische Lösungen wie Simulationsmodellierungssoftware und der digitale Zwilling Echtzeitanalysen ermöglichen.
Der digitale Zwilling – ein neuer Weg zur Produktivitätssteigerung
Der digitale Zwilling ist eine virtuelle Nachbildung von physischen Komponenten, Prozessen oder Anlagen. Im Gegensatz zu einem durchschnittlichen 3D-Modell/Replikat bildet der digitale Zwilling eine cyber-physische Einheit mit dem Prozess, den er widerspiegelt. Ein digitaler Zwilling ermöglicht also den Austausch von Daten zwischen dem physischen und dem virtuellen System.
Die fortschrittliche Analytik, die der digitale Zwilling unterstützt, hilft den Herstellern, versteckte Engpässe zu entdecken und komplexe Probleme zu lösen, um die Produktivität zu optimieren. Es gibt drei Hauptanwendungen für den digitalen Zwilling in der Fertigungsindustrie::
- Prozess-Optimierung
- Zustandsüberwachung und -management
- Innovation vorantreiben
Der digitale Zwilling wird als Werkzeug zur Prozessoptimierung in verschiedenen Produktionsbereichen eingesetzt, z. B. bei der Kapazitätsplanung, der vorausschauenden Wartung, der Analyse der Lieferkette und der Ressourcenzuweisung. Ein Beispiel: Ein Öl- und Gasdienstleister, der Kunden in ganz Nordamerika bedienen sollte, hatte Schwierigkeiten, seine Lagerkapazität zu erweitern, um der schwankenden Nachfrage gerecht zu werden. Die steigende Kundennachfrage erforderte Lagertanks in verschiedenen Größen und Konfigurationen.
Um seinen Kapazitätsbedarf genau einschätzen zu können, entwickelte der Dienstleister einen digitalen Zwilling der aktuellen Betriebsabläufe in seiner Anlage. Das Modell enthielt eine Kombination aus diskreter (Chargen) und kontinuierlicher Objektlogik, um die Produkte in den verschiedenen Phasen der Pipeline und des geplanten Lagers darzustellen. Die Systemnachfrage, oder in diesem Fall die Produktchargen, die von der vorgelagerten Pipelineversorgung kommen, wurden so konzipiert, dass sie auf benutzerdefinierten deterministischen Eingabeplänen oder zufälligen Ereignissen basieren. Die Systeminfrastruktur, d. h. Tanks und Verbindungen, wurde so konzipiert, dass sie in Bezug auf die Anzahl und die entsprechende Kapazität konfigurierbar ist.
Der digitale Zwilling unterstützte das Unternehmen bei der Visualisierung und genauen Analyse der Kapazitätserweiterungskonfiguration, die es benötigte, um die gestiegene Nachfrage seiner Kunden zu befriedigen.
Die cyber-physikalische Umgebung, die ein digitaler Zwilling bietet, unterstützt auch die Zustandsüberwachung des Produktionsprozesses, um Fabrikdaten zur Optimierung der Produktivität zu erfassen. Die Daten aus den Zustandsüberwachungsinitiativen werden für die Entwicklung von vorausschauenden Fertigungsstrategien verwendet, die die Produktivität um 20 % verbessern und die Ausfallzeiten um 70 % reduzieren können.
Auswahl der richtigen digitalen Zwillingslösung
Die Anwendung der fortschrittlichen Analysemöglichkeiten, die digitale Zwillinge für Fertigungsdaten bieten, führt zu den Erkenntnissen, die für die Optimierung von Prozessen erforderlich sind, aber die Implementierung eines digitalen Zwillings beginnt mit der Auswahl des richtigen Technologiepartners. Sie können die folgenden Schritte anwenden, um eine schlüsselfertige digitale Zwillingslösung auszuwählen:
- Benutzerfreundlichkeit – Von einem durchschnittlichen Hersteller wird erwartet, dass er ein Experte im Umgang mit Abläufen in der Werkstatt ist, nicht aber mit fortgeschrittener Analytik unter Verwendung eines digitalen Zwillings. Daher muss bei der Auswahl einer digitalen Zwillingslösung berücksichtigt werden, wie einfach sie von nichttechnischen Personen genutzt werden kann. Benutzerfreundliche Funktionen wie intelligente, objektbasierte Modellierung und 3D-Visualisierung stellen sicher, dass die Bediener die Ergebnisse der Auswertungen zumindest verstehen und anwenden können.
- Fähigkeiten zur Datensammlung – Der digitale Zwilling beruht auf Daten, und je mehr Daten zur Modellierung eines digitalen Zwillings zur Verfügung stehen, desto genauere Ergebnisse werden erzielt. Daher muss eine erstklassige Lösung für den digitalen Zwilling in der Lage sein, Daten aus Unternehmensressourcenplanungssoftware, Unternehmenssystemen für die Fertigung, IoT-Frameworks und Edge-Computing-Lösungen zu integrieren.
- Anwendungsnachweis – Der richtige digitale Zwilling sollte über einen Anwendungsnachweis verfügen, bei dem er zur Analyse oder Optimierung von Abläufen eingesetzt wurde, die mit denen in Ihrem Betrieb vergleichbar sind. Eine Erfolgsbilanz gibt Ihnen die Informationen, die Sie benötigen, um die analytische Kapazität einer digitalen Zwillingslösung in Ihrer Produktionsnische zu analysieren. Kundenrezensionen sind ebenfalls Unterlagen, die Ihnen helfen können, fundierte Entscheidungen zu treffen, bevor Sie die richtige Lösung auswählen.
- Kundendienst – Die technischen Aspekte der Nutzung eines digitalen Zwillings können für Erstnutzer überwältigend sein. Anbieter von Lösungen für den digitalen Zwilling, die sicherstellen, dass die Kunden Zugang zu dedizierten Support-Mitarbeitern haben, erleichtern den mit der Entwicklung eines digitalen Zwillings verbundenen Einführungsprozess. Fortgeschrittene After-Sales-Services können Unternehmen auch die Fähigkeiten vermitteln, die erforderlich sind, um die Leistung komplexer Modellierung zur Bewertung komplexer betrieblicher Prozesse zu nutzen.
- Gesamtbetriebskosten – Es wird erwartet, dass der digitale Zwilling mit bestehenden technischen Lösungen und Datenquellen funktioniert. Die Gesamtkosten für die Nutzung eines digitalen Zwillings umfassen daher die Kosten für den Erwerb der Software, die Kosten für die Sammlung und Übertragung von Daten und die Kosten für die Bildung eines Datenanalyseteams zur Verwaltung des Implementierungsprozesses.
Manager, die für den Verkauf der Idee eines digitalen Zwillings verantwortlich sind, müssen diese Kosten verstehen, um eine genaue ROI-Analyse zu erstellen und die Führungskräfte auf der C-Ebene dazu zu bringen, den Implementierungsprozess zu unterstützen.
Schlussfolgerung
Die digitale Transformation von Fertigungsprozessen mithilfe fortschrittlicher Analysetechnologien ist ein kontinuierlicher Prozess, der wiederholt eingesetzt werden muss, um erfolgreiche Ergebnisse zu erzielen. Daher müssen Hersteller die Anwendung digitaler Zwillinge als ein fortlaufendes Unternehmen in Zusammenarbeit mit erfahrenen Dienstleistern angehen, um von den Vorteilen zu profitieren. Fordern Sie noch heute eine Demo an, um zu erfahren, wie der digitale Zwilling von Simio zur Verbesserung Ihrer Fertigungsprozesse eingesetzt werden kann.