Gartners „Application Strategies & Solutions Summit“ 2019 beleuchtete die Herausforderungen, mit denen Hersteller in einer Welt konfrontiert sind, die von der Fertigungsindustrie immer mehr Verantwortung verlangt. Zu den diskutierten Herausforderungen gehörten die Notwendigkeit, das Umsatzwachstum zu steigern, eine größere Agilität mit bestehenden Fertigungsprozessen und -ressourcen zu ermöglichen und mehr Wert aus den Betriebsdaten zu ziehen. Auf der Konferenz wurde der digitale Zwilling als leistungsfähiges Instrument zur Lösung der komplexen Probleme hervorgehoben, mit denen die Fertigungsindustrie heute konfrontiert ist und in Zukunft konfrontiert werden dürfte.
Und was ist ein Digitaler Zwilling?
Digitale Zwillinge sind exakte Spiegelbilder physikalischer Prozesse und Abläufe. Der digitale Zwilling bildet eine cyber-physische Umgebung mit physischen Fertigungsprozessen, in der ein Datentransfer von der Produktionsstätte zum digitalen Zwilling möglich ist. Die virtuelle Umgebung wird anhand der Daten modelliert, die von den Fertigungsprozessen und der IIoT- und Edge-Hardware in einer Fertigungsanlage erfasst werden.
Die virtuelle Plattform, die ein digitaler Zwilling bietet, ist die perfekte Umgebung für die Beantwortung von „Was-wäre-wenn“-Fragen und die Bewertung verschiedener Szenarien:
- Bewertung der Auswirkungen verschiedener Einschränkungen zur Entwicklung agiler Fertigungsprozesse – Fertigungsunternehmen, die mit den Herausforderungen eines schwankenden Nachfragezyklus konfrontiert sind, müssen die Auswirkungen solcher Schwankungen auf Fertigungspläne, Produktionspläne und verfügbare Bestände verstehen.
Die Hersteller können „Was-wäre-wenn“-Fragen beantworten, z. B. wie die Hinzufügung zusätzlicher Geräte den Durchsatz verbessert, oder Analysen darüber erstellen, wie die Produktionspläne optimiert werden können, um die prognostizierte Nachfrage zu erfüllen.
- Optimierung von Kapazitätsplänen und Prozessmanagement – Digitale Zwillinge bieten Einblicke auf der Ebene der Anlagen. Mit einem digitalen Zwilling können ganze Produktionsanlagen entwickelt und analysiert werden, um optimierte Kapazitätspläne und Layouts für neue Anlagen oder Modernisierungsmaßnahmen zu erstellen. Die optimierten Pläne ermöglichen es den Herstellern, die Produktqualität und die Effizienz zu verbessern und die Kundenzufriedenheit zu erhöhen.
Die Fähigkeit des digitalen Zwillings, Fertigungsprozesse zu optimieren und Unternehmen bei agilen Planungsinitiativen zu unterstützen, ist der Grund, warum 75 % der Hersteller beabsichtigen, den digitalen Zwilling in ihre Entscheidungsprozesse zu integrieren.
Microsoft stellt Simio-Software als Digital Twin-Lösung zur Optimierung von Fertigungsprozessen vor
Microsofts Bestreben, die Vorteile der digitalen Zwillingstechnologie an die Fertigungsindustrie zu verkaufen, hat zur Veröffentlichung eines EBooks geführt, in dem mehrere Anwendungsfälle erörtert werden, in denen digitale Zwillingstechnologien innovative Strategien verbessert und eine agile Planung unterstützt haben. In diesem EBook mit dem Titel ‚Enhance Innovation and Agility with Digital Twins‘ wird der Einsatz von Simio Software zur Entwicklung eines digitalen Zwillings diskutiert, der den Durchsatz erhöht und die Betriebskosten senkt. Die Fallstudie konzentrierte sich auf einen großen Erstausrüster (OEM), der Roboter, Automatisierungshardware und schwere elektrische Geräte herstellt.
Die Herausforderungen:
Der OEM kämpfte mit der Planung seiner komplexen Fertigungsprozesse, um den Material- und Ressourceneinsatz zu verbessern und gleichzeitig die Fertigungskosten zu senken. Die vielschichtigen Fertigungsabläufe des OEMs machten es schwierig, die werksweiten Abläufe zu visualisieren und optimierte Gesamtproduktionspläne zu erstellen, um die schwankende Nachfrage zu decken.
Die Einführung der Technologie des digitalen Zwillings:
Der OEM nahm die Hilfe des digitalen Zwillings in Anspruch, um seine betrieblichen Herausforderungen zu lösen. Mit Simio Software erstellte der Hersteller einen digitalen Zwilling seines gesamten Fertigungsprozesses, um die Auswirkungen von Einschränkungen wie erhöhter Kundennachfrage und Materialverfügbarkeit auf sein Produktionssystem zu bewerten.
Der Prozess der Implementierung des digitalen Zwillings bestand aus drei Hauptschritten. Diese Schritte waren: die digitale Modellierung der Anlagen und Betriebsabläufe, die Datenerfassung und -aggregation von Sensoren im Werk und dem SAP-System sowie die Einrichtung wichtiger Überwachungssysteme zur Optimierung des Produktionsablaufs.
Das Ergebnis:
Während des Zeitraums, der der Datenerfassung und der Implementierung der Simio Digital Twin Technologie gewidmet war, konnte der OEM kontinuierliche Verbesserungen seiner Fertigungsprozesse feststellen. Das Ergebnis war ein optimierter Fertigungs- und Produktionsplan, der zu einer erheblichen Kapitalrendite führte und die Zeit bis zur Markteinführung für den OEM verkürzte.
Der digitale Zwilling half dem OEM bei der autonomen Planung aller Aufgaben innerhalb seiner Fertigungsanlage und bei der Analyse von Fertigungseinschränkungen, die sich auf die Betriebsabläufe der Anlage auswirken. Der Hersteller war auch in der Lage, die Auswirkungen zusätzlicher Nachfrage zu bewerten, um einfach und sicher schneller auf Kosten und Zeitrahmen für wettbewerbsfähige Angebote zu reagieren.
Die Visualisierungsfunktionen der Simio Software gewährleisteten dem OEM einen Einblick in jeden Aspekt seines Betriebs, von der Konstruktion der Geräte über den Produktionsprozess bis hin zum Versand.