Industrie 4.0 führt zu einer Konvergenz von Fertigungsprozessen und Software im Industriesektor. Es wird erwartet, dass diese Konvergenz Fertigungsunternehmen die Werkzeuge zur Verfügung stellt, um verschiedene Industrie 4.0-Geschäftsmodelle zu implementieren, darunter Zustandsüberwachung, Fernüberwachung, risikobasierte Planung und vorausschauende Wartung. Der Digitale Zwilling ist eine solche Anwendung, die Herstellern das Werkzeug an die Hand gibt, um jeden Aspekt des Produktlebenszyklus zu optimieren. In diesem Beitrag werden 5 Möglichkeiten aufgezeigt, wie Hersteller die Technologie des digitalen Zwillings nutzen können, um ihren Umsatz zu steigern.
Das industrielle Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT) bietet die Möglichkeit, die verschiedenen Daten, die von Industrieanlagen stammen, auf unterschiedliche Weise zu überwachen. Beispiele für Parameter, die durch IIoT überwacht werden können, sind Maschinenvibrationen, Ölstand, Druck und Temperatur. Durch das Erfassen und Analysieren dieser Datensätze erhalten Hersteller die Informationen, die sie für die Durchführung von vorausschauenden, präventiven, reaktiven und korrigierenden Wartungsplänen benötigen.
Die Verwendung dieser Datensätze zur Erstellung eines digitalen Zwillingsmodells der Anlagen in der Werkstatt liefert ein digitales Asset, das diese Parameter in Echtzeit überwacht. So können Hersteller leistungsstarke präventive und reaktive Maßnahmen entwickeln, um Maschinenstillstände zu verhindern und die Sicherheit in der Fertigung zu verbessern. Die Vorteile der Verwendung eines digitalen Zwillings für die zustandsorientierte Überwachung sind unter anderem:
Der oben beschriebene Anwendungsfall der Zustandsüberwachung konzentriert sich auf die Entwicklung von digitalen Zwillingen zur Überwachung einzelner Anlagen. Obwohl die Überwachung von Anlagen für den Fertigungsprozess wichtig ist, stellt sie nur einen kleinen Teil der Anwendungsmöglichkeiten des Digitalen Zwillings dar. Die Analyse von anlagenweiten Prozessen und Abläufen ist der Bereich, in dem der Digitale Zwilling wirklich glänzt, und die Fernüberwachung von Anlagenprozessen ist ein Beispiel dafür.
Die Digital Twin Software ist in der Lage, genaue digitale Darstellungen sowohl einfacher als auch komplexer Fertigungsprozesse zu erstellen. Diese Prozesse berücksichtigen Dutzende von Produktionsanlagen, Hunderte von Datenerfassungs- und -erzeugungspunkten sowie die Interaktionen, die innerhalb der Produktionsstätte stattfinden. Der visualisierte digitale Zwilling sammelt Echtzeitdaten aus dem Fertigungsbereich, um Fertigungsprozesse nachzubilden, und bietet Unternehmen ein digitales Echtzeit-Visualisierungs-Dashboard zur Fernüberwachung dieser Prozesse. Die Vorteile umfassen:
Schwankende Kundennachfrage und die Notwendigkeit, Produkte an die Kundenanforderungen anzupassen, erfordern eine optimierte Planung. Eine Digital Twin-Plattform erfasst Produktionsdaten, einschließlich der verfügbaren Arbeitskräfte und Anlagen, um optimierte Zeitpläne zur Erfüllung der Produktionsziele zu entwickeln. Das Beispiel eines globalen umweltfreundlichen Reifenherstellers, der mit Kapazitätsverlusten aufgrund einer schlecht geplanten Belegschaft zu kämpfen hat. In diesem Szenario wurde ein digitaler Zwilling der Produktionsanlage mit Daten aus dem SAP-System des Herstellers erstellt. Mit Hilfe des digitalen Zwillings konnte der Hersteller einen optimierten Zeitplan für die Mitarbeiter erstellen, um den Durchsatz zu erhöhen und Gewinne zu erzielen. Sie können sich die Präsentation hier ansehen. Zu den Vorteilen des optimierten Plans gehören:
Digitale Zwillingsmodelle von Fertigungsanlagen geben Herstellern die Möglichkeit, optimierte Kapazitätspläne zu entwickeln, um Durchsatz und Produktivität zu verbessern. Das Beispiel von Skyworks, das einen Digitalen Zwilling zur Verbesserung der Kapazität seines Produktionslabors einsetzte, verdeutlicht die transformativen Fähigkeiten dieser Modelle. In diesem Beispiel benötigte Skyworks einen Kapazitätsplan, der seine Belegschaft und die Anpassungswünsche seines Kundenstamms berücksichtigte. Skyworks erstellte einen digitalen Zwilling seines Labors und nutzte dabei die von seinen Fertigungsprozessen erfassten Daten, um Kapazitätspläne zu entwickeln, mit denen die Bearbeitungszeiten reduziert und der Durchsatz erhöht werden konnten. Das Ergebnis waren optimierte Pläne, die die Produktionsvorlaufzeiten verkürzten und zu einer höheren Kundenzufriedenheit führten. Zu den Vorteilen der optimierten Planung gehören:
Die Fähigkeit des Digitalen Zwillings, physische Anlagen und Prozesse in einem virtuellen Modell nachzubilden, bietet Herstellern eine Plattform, um Produktionspläne vor der Implementierung zu testen. Bristol Myers Squibb nutzte ein Digital-Twin-Modell, um die Engpässe in seinen Zelltherapielabors zu bewerten, und liefert damit ein hervorragendes Beispiel. Das Labor ist für die Herstellung von CAR-T-Zelltherapieprodukten für Krebsbehandlungen zuständig.
Der Herstellungsprozess umfasst die Entnahme des Blutes einer Person, um ein individuelles Produkt für den Patienten zu entwickeln. Bristol Myers Squibb wollte seine Produktionskapazitäten erweitern und musste die zu erwartenden Herausforderungen bei der Erweiterung der Produktionskapazitäten bewerten. Mit Hilfe eines Digitalen Zwillings konnte der Hersteller ein detailliertes Modell seines komplexen Herstellungsprozesses erstellen und die Auswirkungen einer erhöhten Nachfrage und von Wartezeiten auf seine Anlagen sowie Möglichkeiten zu deren Abschwächung ermitteln. Zu den Vorteilen des Digitalen Zwillings bei der Bewertung von betrieblichen Engpässen gehören:
Der Digitale Zwilling erweitert die Anwendung von Industrie 4.0-Geschäftsmodellen in der Fertigung. Nach Angaben von Mckinsey kann der Digitale Zwilling die Effizienz um 20 bis 25 % steigern. Sprechen Sie noch heute mit einem Simio-Experten, um zu erfahren, wie Sie die Vorteile des Digitalen Zwillings zur Optimierung Ihrer Fertigungsprozesse nutzen können.
