Серия «Дорога к Индустрии 4.0»: (Часть 3) От цеха к продукции

В третьей части этой серии мы исследуем тему «Цифрового двойника» и его роль в производстве. Мы исследуем, как эта революционная технология меняет разработку продукции, оптимизацию цехов, профилактическое обслуживание и эффективность цепочки поставок. Опираясь на идеи, изложенные во второй статье, мы углубимся в применение и интеграцию Digital Twin в цепочку создания стоимости производства.

Производственные организации используют множество цифровых инструментов и возможностей для повышения эффективности и результативности работы предприятия. Сегодня они выходят на новый уровень, используя технологию Digital Twin в своих производственных операциях.

Многие игроки использовали базовые системы, такие как моделирование цехов, расширенное планирование производства (APS), системы управления производством (MES) и технологии мониторинга состояния (CMT). При правильном внедрении эти инструменты обеспечивают большую эффективность и теперь играют важную роль в устойчивой, безопасной и продуктивной работе предприятия.

Теперь, чтобы достичь следующего уровня производительности в производстве, организации стремятся использовать эту технологическую базу, чтобы получить преимущества за счет применения новых и более обширных наборов данных. Интеграция этих основных инструментов с новой волной цифровых решений, включая 3D-моделирование, анализ производственных потоков и состояние машин, обеспечивает более глубокое цифровое понимание пути к эффективности производства.

Эти цифровые возможности производства теперь позволяют внедрить концепцию цифрового двойника, которая реализуется в промышленном контексте как в цехах, так и в конечном продукте. Хотя он обычно используется для создания цифрового представления продукта, в этой главе серии будет рассмотрено, как его можно более широко применять в производственной сфере.

Digital Twin — это виртуальная копия системы, процесса или продукта, которая используется для моделирования поведения и производительности в различных условиях, а также для мониторинга событий в реальном времени. В производстве это может быть для конкретных производственных линий или любого реального сценария производственного процесса.

Цифровой двойник обычно объединяет визуальные эффекты с числовыми результатами или устными рабочими инструкциями и обычно состоит из трех основных компонентов:

Благодаря этим трем компонентам цифровой двойник может копировать, анализировать и оптимизировать производительность своего физического аналога. Это можно применить для оптимизации процессов производства, обслуживания, изменения конструкции в процессе эксплуатации и стресс-тестирования, причем все это происходит виртуально. Это позволяет свести к нулю простои, а также выполнить точную настройку изменений, которые необходимо протестировать и смоделировать перед плавным и эффективным внедрением в реальной среде.

Цифровые двойники могут применяться к физическому производству, бизнес-процессам и деятельности по принятию решений по всей производственной цепочке создания стоимости. Двумя областями, в которых текущие состояния приложений и интеграция позволяют наиболее эффективно:

Когда команды хотят поэкспериментировать с изменениями, часто их ждет длительный процесс проб и ошибок для проверки производства нового или обновленного продукта.

С помощью Digital Twins производители могут виртуально тестировать обновленные производственные конфигурации, сводя к минимуму риск дорогостоящих упущений. Цифровое моделирование различных сценариев происходит гораздо быстрее и требует меньше ресурсов, чем физическое тестирование.

Изменяя заданные параметры производственного процесса и прогнозируя, каким может быть результат, команды могут выявить потенциальные проблемы и узкие места в системе. Это приводит к уменьшению отходов и может сэкономить много денег и времени, особенно на заводах со сложными процессами и оборудованием.

Часто это делается с помощью программного обеспечения 3D-эмуляции, интегрированного через платформу Интернета вещей с САПР, где информация о маршрутах и ​​рабочих инструкциях может использоваться в качестве основы для команд по вводу в эксплуатацию для моделирования сценариев настройки потока производственной линии. Это оптимизирует поток линии и помогает настроить визуальный дизайн линии для облегчения установки.