Die Vorteile der Process Digital Twin Technologie in der Bergbauindustrie

Während sich der Staub der Industrie 4.0 legt, wollen viele Branchen ihr Geschäft einen Schritt weiterbringen. Die Einführung von Industrie 4.0-Systemen wie IoT (Internet der Dinge), Big Data und Augmented Reality bedeutet, dass Bergbauunternehmen in der Lage sind, den goldenen 10-fachen Return on Investment (ROI) zu erzielen. Dieser Vorteil wird jedoch nur von kurzer Dauer sein, da immer mehr Bergbauunternehmen die gleichen Systeme nutzen und somit miteinander konkurrieren. Mit der Einführung der Prozess-Digital-Twin-Technologie werden Unternehmen in der Lage sein, eine 20- oder sogar 40-fache Rendite zu erzielen. Dieser Artikel erklärt, wie Unternehmen in der Bergbauindustrie dies erreichen können, indem sie Simulationsmodellierung und Ressourcenplanung (RPS).

Ein digitaler Zwilling ist, einfach ausgedrückt, eine digitale Kopie des Bergbaubetriebs. Tests zu den Auswirkungen der Änderung bestimmter Prozessparameter (Bewegung von Fahrzeugen, Geschwindigkeit der Mineralienförderung usw.) können helfen, verschiedene Erkenntnisse zu gewinnen, ohne den realen Betrieb zu unterbrechen.

Der Prozess-Digitalzwilling ist die nächste Stufe der digitalen Transformation, die die Vorteile des Produkt-Digitalzwillings in der gesamten Fabrik und Lieferkette vereint, Microsoft.

Ein Prozess-Digitalzwilling bietet viele Vorteile. In der mineralverarbeitenden Industrie sind das die folgenden Vorteile:

• Verwendung als analytisches Entscheidungsinstrument zur Vermeidung unnötiger Kapitalausgaben
• Testen Sie verschiedene Szenarien zur Quantifizierung des Durchsatzes
• Identifizieren Sie Engpässe innerhalb des Prozesses

Die Vorteile eines Digitalen Zwillings für Prozesse

• Vermeiden Sie schlechte Prozessänderungen

Im Bergbau können unzureichende Prozessänderungen katastrophale Folgen in Form von Durchsatzverlusten, einer Zunahme ungeplanter Ausfallzeiten oder sogar möglichen Verletzungen haben. Ein digitaler Prozesszwilling ermöglicht es dem Bergbauunternehmen, verschiedene Initiativen ohne Risiko für den Betrieb zu testen. Zum Beispiel kann ein Simulationsmodell testen:

• Signifikante Prozessänderungen (Bau eines neuen Silos, einer Halde oder sogar einer neuen Abbauanlage)
• Änderungen von Ankunftszeiten, Krankheitstagen, Arbeitszeiten oder Wartungsplänen
• Stresstests; erhöhte Nachfrage, Streiks von Mitarbeitern oder lange Ausfallzeiten

Es kann diese Veränderungen auch simulieren und die Ergebnisse für die wichtigsten Interessengruppen visualisieren.

• Prozesse abbilden hilft beim Denken

Während der Abbildung der Wertschöpfungskette können ineffiziente Prozesse die negativen Auswirkungen auf die Gesamtleistung des Systems aufzeigen. Die Auswirkungen des ineffizienten Prozesses sowie die Systemleistung als Ganzes können mit Hilfe eines Simulationsmodells visuell dargestellt werden.

• Ressourcenplanung Terminierung (RPS)

Einer der Hauptvorteile eines digitalen Prozesszwillings ist die Möglichkeit, RPS oder Ressourcenplanung durchzuführen. Simio, ein leistungsstarkes Simulationsmodellierungstool, verfügt über diese Funktionalität. Mit RPS in Simio kann der Benutzer festlegen, wann bestimmte Ergebnisse zu bestimmten Zeiten benötigt werden. Simio kann mit einer Reihe von ERP-Systemen (Enterprise Resource Planning) und MESs (Manufacturing Execution System) integriert werden, um eine wirklichkeitsgetreue Darstellung des realen Systems oder des digitalen Zwillings zu entwickeln.

Der digitale Zwilling kann nun genaue Informationen liefern, die von den Bergbauunternehmen benötigt werden, um die gesetzten Ziele zu erreichen. Ein Beispiel für diese Informationen ist die Frage, wie viel von einem bestimmten Mineral benötigt wird, um in einem bestimmten Zeitraum im Dezember einen maximalen Umsatz zu erzielen. Diese Integration zwischen den Systemen ist ein Schritt hin zu echter Industrie 4.0, denn damit der digitale Zwilling wie vorgesehen funktioniert, muss alles korrekt aufeinander abgestimmt sein. Der digitale Zwilling kann über Wochen, Monate und Jahre hinweg Prognosen erstellen, und zwar mit nur minimalem menschlichen Eingreifen und punktgenauer Genauigkeit.

• Verbessert die Kommunikation mit den Stakeholdern

Die Verbesserung der Kommunikation mit den Stakeholdern besteht darin, alle oben genannten Punkte auf visuelle Weise zu kombinieren. Viele Beteiligte haben eine andere Vorstellung davon, wie der Prozess ablaufen sollte. Ein digitaler Zwilling des Prozesses zeigt jedoch ein Spiegelbild des tatsächlichen Prozesses und sorgt so für ein einheitliches Verständnis unter den Beteiligten.

Durch den Einsatz von RPS sowie anderer Simulationsmodellsysteme können Bergbauumgebungen durch effektive Planung und durch die Einschränkung unvorhergesehener Stillstandszeiten erfolgreich optimiert werden. Es ermöglicht die Ausrichtung des Bergwerks auf einen echten digitalen Prozesszwilling.

Wie man einen digitalen Zwilling für Prozesse einrichtet

Der Entwurf und die Entwicklung eines digitalen Zwillings für Prozesse ist keine leichte Aufgabe. Die verfügbaren Daten und ihre Genauigkeit sind von größter Bedeutung. Erst wenn Sie den gesamten Prozess aufeinander abgestimmt haben, können Sie einen digitalen Zwilling einführen. Sobald dieser Prozess abgeschlossen ist, können die Ergebnisse generiert und analysiert werden.

• Verstehen Sie den Aufbau der Mine

Erstens ermöglicht das Sammeln von Daten aus verschiedenen Ressourcen ein besseres Verständnis des Layouts der Mine. Dazu können aktuelle und historische Daten von Systemressourcen sowie die Erfahrungen der Mitarbeiter genutzt werden. Ein Tool wie Simio® kann nun das Simulationsmodell konstruieren und verschiedene „Was wäre wenn“-Szenarien testen.

• Die intelligente Mine aktivieren

Anschließend können verschiedene Systeme (ERP, MES, Excel, Data Warehouses usw.) Daten an das Modell senden. Das Modell zeigt an, welche Eingaben nicht übereinstimmen. Sie müssen Ihre Daten zunächst korrelieren und standardisieren, damit Ihre intelligente Mine effektiv arbeiten kann. Der digitale Zwilling des Prozesses wird zum „Wissenszentrum“ für die kontinuierliche Verbesserung und Produktionsplanung.

• Die Verwendung des Simio RPS Zeitplans

Das RPS-Tool kann Daten in verschiedene Systeme exportieren, z.B. in das ERP, MES oder einfach Excel. Die vom RPS-Tool erstellten Zeitpläne oder Listen ermöglichen es dem Unternehmen, genau zu planen, welches Fahrzeug oder welcher Prozess zu welchem Zeitpunkt und für wie lange in Betrieb sein muss. Das Portal kann das System auch mit einer Reihe von 3rd-Party-Anwendungen integrieren.

Letztendlich ist Industrie 4.0 für Bergbauunternehmen nur der Anfang. Ja, sie werden in der Lage sein, große Verbesserungen zu erzielen, aber erst durch den Einsatz eines digitalen Prozesszwillings werden sie in der Lage sein, das 20- bis 40-fache ihres derzeitigen Outputs zu erzielen.

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