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 % zwischen 1995 und 2005 auf etwa 1,6 % zwischen 2006 und 2014... und wieder war ein Paradigmenwechsel erforderlich.
Dies ist die Geburtsstunde von Industrie 4.0 und den Technologien der digitalen Transformation, die sie definieren.
Es wird erwartet, dass die Anwendung von Technologien für die digitale Transformation den Industriesektor, insbesondere die Fertigung, dabei unterstützt, 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 somit 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. Die Technologie des digitalen Zwillings findet in der Fertigungsindustrie vor allem in drei Bereichen Anwendung:
- Prozess-Optimierung
- Zustandsüberwachung und -management
- Innovation vorantreiben
Der digitale Zwilling wird als Prozessoptimierungstool in zahlreichen Fertigungsbereichen eingesetzt, darunter Kapazitätsplanung, vorausschauende Wartung, Lieferkettenanalyse, Ressourcenzuweisung usw. 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 zu ermitteln, entwickelte der Dienstleister einen digitalen Zwilling seiner aktuellen Anlage. Das Modell enthielt eine Kombination aus diskreter (Batch) und kontinuierlicher Objektlogik, um die Produkte in den verschiedenen Phasen entlang der Pipeline und der geplanten Lagereinrichtung 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. die Tanks und Anschlüsse, wurden so konzipiert, dass sie in Bezug auf die Anzahl und die entsprechende Kapazität konfigurierbar sind.
Der digitale Zwilling unterstützte das Unternehmen bei der Visualisierung und genauen Analyse der Kapazitätserweiterungskonfiguration, die es benötigte, um die erhöhte 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 zur Entwicklung vorausschauender Fertigungsstrategien eingesetzt, die die Produktivität um 20 % steigern und die Ausfallzeiten um 70 % reduzieren können.
Die Wahl der richtigen Digital Twin-Lösung
Die Anwendung der fortschrittlichen Analysemöglichkeiten, die digitale Zwillinge für Fertigungsdaten bieten, führt zu den für die Prozessoptimierung erforderlichen Erkenntnissen. Die Implementierung eines digitalen Zwillings beginnt jedoch mit der Auswahl des richtigen Technologiepartners. Bei der Auswahl einer schlüsselfertigen digitalen Zwillingslösung können Sie die folgenden Schritte anwenden:
- Benutzerfreundlichkeit - Von einem durchschnittlichen Hersteller wird erwartet, dass er ein Experte im Umgang mit Abläufen in der Fertigung ist, nicht aber mit fortgeschrittenen Analysen 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-Visualisierungskapazitäten 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 für die Modellierung eines digitalen Zwillings zur Verfügung stehen, desto genauere Ergebnisse liefert er. 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 einen Anwendungsnachweis vorweisen können, bei dem er zur Analyse oder Optimierung von Abläufen eingesetzt wurde, die mit denen in Ihrer Anlage vergleichbar sind. Eine Anwendungserfolgsbilanz gibt Ihnen die Informationen, die Sie benötigen, um die analytische Kapazität einer digitalen Zwillingslösung in Ihrer Fertigungsnische zu analysieren. Kundenrezensionen sind ebenfalls Aufzeichnungen, die Ihnen helfen können, fundierte Entscheidungen zu treffen, bevor Sie sich für die richtige Lösung entscheiden.
- Kundendienst - Die technischen Aspekte des Einsatzes eines digitalen Zwillings können für Erstanwender überwältigend sein. Anbieter von Lösungen für digitale Zwillinge, die sicherstellen, dass die Kunden Zugang zu engagierten Support-Mitarbeitern haben, erleichtern den Einführungsprozess, der mit der Entwicklung eines digitalen Zwillings verbunden ist. Fortgeschrittene After-Sales-Services können Unternehmen auch mit den Fähigkeiten ausstatten, 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 technologischen 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 entwickeln und die Führungskräfte auf der C-Ebene dazu zu bringen, den Implementierungsprozess zu unterstützen.
Fazit
Die digitale Transformation von Fertigungsprozessen mit Hilfe 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.