O setor 4.0 está causando uma convergência de processos de fabricação e software no setor industrial. Espera-se que essa convergência forneça às empresas de manufatura as ferramentas para implementar diversos modelos de negócios do setor 4.0, incluindo monitoramento de condições, monitoramento remoto, programação baseada em riscos e manutenção preditiva. O Digital Twin é um desses aplicativos que capacita os fabricantes com a ferramenta para otimizar todos os aspectos do ciclo de vida do produto. Esta postagem mostrará cinco maneiras pelas quais os fabricantes podem aproveitar a tecnologia de gêmeos digitais para melhorar a geração de receita.
1. Monitoramento baseado em condições
A Internet das Coisas Industrial (IIoT) fornece um meio de acompanhar os diversos dados provenientes de peças de equipamentos industriais de diferentes maneiras. Exemplos de parâmetros que podem ser monitorados pela IIoT incluem vibrações da máquina, nível de óleo, pressão e temperatura. A captura e a análise desses conjuntos de dados capacitam os fabricantes com as informações necessárias para executar planos de manutenção preditiva, preventiva, reativa e corretiva.
O uso desses conjuntos de dados para recriar um modelo gêmeo digital de ativos no chão de fábrica fornece um ativo digital que monitora esses parâmetros em tempo real. Assim, os fabricantes podem desenvolver medidas preventivas e reativas poderosas para evitar o tempo de inatividade da máquina e melhorar a segurança no chão de fábrica. Os benefícios obtidos com o uso de um gêmeo digital para o monitoramento baseado em condições incluem:
- Redução do tempo de inatividade do equipamento
- Aumento da vida útil dos ativos industriais
- Redução das despesas com manutenção
2. Monitoramento remoto
O caso de uso de monitoramento de condições destacado acima se concentra no desenvolvimento de gêmeos digitais para monitorar ativos individuais. Embora seja importante para o processo de fabricação, o equipamento de monitoramento é um pequeno subconjunto dos poderes de aplicação do gêmeo digital. A análise de processos e operações em toda a instalação é onde o Digital Twin realmente se destaca e o monitoramento remoto dos processos da instalação é um exemplo.
O software Digital Twin é capaz de criar representações digitais precisas de processos de fabricação simples e complexos. Esses processos levam em consideração dezenas de ativos de chão de fábrica, centenas de pontos de coleta e produção de dados e as interações que ocorrem dentro do chão de fábrica. O gêmeo digital visualizado coleta dados em tempo real do chão de fábrica para recriar os processos de fabricação, fornecendo às empresas um painel de visualização digital em tempo real para monitorar remotamente esses processos. Os benefícios incluem:
- Mais transparência no processo
- Flexibilidade na tomada de decisões
- Acesso a percepções em tempo real
3. Programação otimizada em tempo real
As demandas flutuantes dos clientes e a necessidade de personalizar os produtos para atender aos requisitos do cliente exigem uma programação otimizada. Uma plataforma Digital Twin captura os dados de produção, incluindo a força de trabalho e os ativos disponíveis, para desenvolver programações otimizadas que atendam às metas de produção. O exemplo de um fabricante global de pneus ecológicos que está lidando com perdas de capacidade devido a uma força de trabalho mal programada. Nesse cenário, foi criado um gêmeo digital da fábrica usando dados do sistema SAP do fabricante. Com o gêmeo digital, o fabricante conseguiu criar uma programação otimizada para que os operadores aumentassem o rendimento e gerassem lucro. Você pode assistir à apresentação aqui. Os benefícios da programação otimizada incluem:
- Aumento da quantidade de produção
- Melhoria da eficiência da produção
- Economia de custos com mão de obra
4. Planejamento otimizado de capacidade
Os modelos de gêmeos digitais das instalações de manufatura dão aos fabricantes as ferramentas para desenvolver planos de capacidade otimizados para melhorar o rendimento e a produtividade. O exemplo da Skyworks utilizando um Digital Twin para melhorar a capacidade de seu laboratório de produção destaca a capacidade de transformação desses modelos. Nesse exemplo, a Skyworks precisava de um plano de capacidade que levasse em consideração sua força de trabalho e as solicitações de personalização de sua base de clientes. A Skyworks criou um gêmeo digital de seu laboratório usando dados capturados de seus processos de fabricação para desenvolver planos de capacidade a fim de reduzir os tempos de processamento e aumentar o rendimento. O resultado foram planos otimizados que reduziram os prazos de produção, o que levou ao aumento dos níveis de satisfação dos clientes. Os benefícios de sua programação otimizada incluem:
- Prazos previsíveis de entrega de produtos
- Aumento da taxa de retenção de clientes
- Alocação e uso otimizados de recursos.
5. Avaliação de gargalos operacionais
A capacidade do Digital Twin de recriar instalações e processos físicos em um modelo virtual oferece aos fabricantes uma plataforma para testar planos de produção antes da implementação. Um excelente exemplo é o uso de um modelo Digital Twin pela Bristol Myers Squibb para avaliar os gargalos que poderia enfrentar em seus laboratórios de terapia celular. O laboratório lidava com a fabricação de produtos de terapia celular CAR-T para tratamentos de câncer.
O processo de fabricação envolve a coleta de sangue de um indivíduo para desenvolver um produto individualizado para o paciente. A Bristol Myers Squibb queria aumentar sua capacidade de produção e precisava avaliar os desafios esperados com a expansão da capacidade de produção. Usando um gêmeo digital, o fabricante conseguiu criar um modelo detalhado de seu complexo processo de fabricação e descobrir os efeitos do aumento da demanda e dos tempos de espera em suas instalações, bem como as formas de atenuá-los. Os benefícios do Digital Twin na avaliação de gargalos operacionais incluem:
- A capacidade de planejar os efeitos do aumento da demanda
- Insights sobre processos de fabricação complexos e
- Planos de capacidade otimizados
O Digital Twin amplia a aplicação dos modelos de negócios do Setor 4.0 na fabricação. De acordo com a Mckinsey, o Digital Twin pode aumentar a eficiência em 20 a 25%. Você pode saber como aproveitar a modelagem do Digital Twin para otimizar suas operações de fabricação falando com um especialista da Simio hoje mesmo.