制造业对消费品因召回、原材料短缺或供应链中断而导致公众需求增加所造成的影响并不陌生。雅培营养品公司最近召回婴儿配方奶粉就是一个例子，这使得全国各地的父母们争相寻找可用的替代品。为了消除这一短缺，其他食品和饮料生产商也被敦促提高产量，但关于排产爆满和其他排产难题的抱怨凸显了立即提高生产率的困难。

随着需求的增加和生产期限的紧迫，需要对生产线、供应链和整个生产流程进行优化。优化生产计划为提高产量和满足波动的需求提供了极佳的短期解决方案。仿真和数字孪生模型为制造商提供了一个强大的工具，用于分析复杂的运营挑战，并提供排产计划来缓解这些挑战。

排产优化工具

普通工厂正在进行的数字化转型简化了数据收集流程，为制造商提供了了解排产挑战的数据。尽管存在各种用于分析运营挑战的数字化转型解决方案，但仿真和数字孪生建模被认为是优化排产计划的最强大解决方案。

仿真建模的强大之处在于其独特的能力，可以捕捉车间内的单个资产、人员、原材料及其在整个生产线上的相应互动。这些参数的捕捉为工业企业提供了一个虚拟设施，用于评估优化计划，以应对可预见和不可预见的生产挑战。在对不可预见的情况进行评估时，基于风险的排产概念就会出现。在这种情况下，就需要制定计划来应对风险，并确保按要求的产量进行高质量的生产。

数字孪生是另一种功能强大的优化工具，它能考虑到实时变化，实现敏捷调度。根据定义，数字孪生是现实世界设施的精确虚拟再现，可以实时交换数据。最先进的数字孪生解决方案可从不同的企业数据源（如制造企业系统（MES）、企业资源规划系统（ERP）、物联网设备和 Excel 表单上的数据）开发虚拟表示。

利用仿真和数字孪生建模解决排产问题

根据美国全国制造商协会的一项调查，约有 36%的制造商正面临着供应链方面的挑战，这些挑战影响了制造商在截止日期前完成生产的能力。其他挑战包括预测需求、提高效率和处理停机时间。正如婴儿配方奶粉短缺的例子所示，需求预测是一个棘手的过程，因为它依赖于对现实世界情况的预测。尽管需求预测存在挑战，但制定优化的计划有助于缓解与需求波动相关的问题。

前瞻性排产方法为工业企业提供了应对需求波动的准确评估。前瞻性排产过程包括评估工厂的当前状况，如资源可用性、库存水平、在制品等，以制定优化的排产计划，突出满足需求所需的条件。优化后的计划将使制造商了解满足实时需求所需的资源和时间框架。

流程数字孪生为排程带来了新的逼真度，这是目前基于资源的建模工具所不具备的。利用流程数字孪生，制造系统中的资源可以具有繁忙、闲置或脱班状态，从而模拟真实世界的运营动态。数字孪生中的单个对象也具有准确的行为模式及其相关约束，就像在物理工厂车间中一样。数字孪生还利用三维动画为决策者提供可视化结果。

流程数字孪生提供的高度细节和敏捷性为企业提供了制定可执行计划的工具。这里的可执行计划是指可在工厂车间立即执行的计划。因此，有了可操作的时间表，制造商就能获得可操作的计划，这不同于只能提供评估意见的可行性研究。

结论

利用仿真和数字孪生建模将为普通工业企业提供可行性研究和可执行计划，以应对需求波动和其他生产瓶颈带来的挑战。成功实施可操作的计划可确保生产系统以最佳状态运行，并能灵活应对实时变化。