Nie každé digitálne dvojča je rovnaké
Vedúci logistiky a projektový inžinier môžu odísť z rovnakej schôdzky s dodávateľom s presvedčením, že kúpili digitálne dvojča, a v pondelok zistiť, že jeden z nich dostal súbor, ktorý zachytí halu B v jednom okamihu, kým druhý čakal nástroj, ktorý ukáže, kde je práve teraz vysokozdvižný vozík.
Čo pod spoločným názvom zostáva v hale skryté
V závode je digitálne dvojča softvérová náhrada areálu, jeho zariadení alebo tokov materiálu. Užitočná otázka znie, na aké rozhodnutie vie odpovedať tento týždeň. Voľný priestor pre bunku, ktorá sa presunie pri najbližšej odstávke, je jedna úloha. Zmena počtu ľudí na rampe pred objednaním techniky je druhá. Vedieť, ktorý VZV stojí, kým linke 3 chýba materiál, je tretia. Odhad zácpy skôr, než sa zaplní buffer, je štvrtá.
Všetky tieto úlohy sa predávajú pod jedným názvom: statická geometria, offline simulácia, prevádzkový prehľad v reálnom čase a prediktívny model. Nákup, ktorý rieši problém aktuálnej zmeny, začína tým, že sa pomenuje, ktorú zo štyroch úloh treba práve vyriešiť. Nasledujúce časti prechádzajú každý typ tak, ako ho používa tím v závode, od súboru, ktorému už konštruktéri veria, až po predpoveď, ktorú väčšina hál zatiaľ nemá z čoho vytvoriť.
Statické digitálne dvojčatá zachytia halu v jednom okamihu
Statické digitálne dvojča je vrstva modelovania. Z CAD, BIM, architektonických súborov a sietí odvodených zo skenov vznikajú dispozície, obrysy strojov a obálky budov. Konštruktéri a správa budov s týmto súborom pracujú vždy, keď sa presúva bunka, pribúda medziposchodie alebo treba pri novej linke skontrolovať voľný priestor. Po virtuálnej hale, ktorá zodpovedá výkresom, sa dá prejsť. Model však zostane v stave posledného uloženia, aj keď vozík zatočí alebo po ranom dovoze materiálu zaplní uličku mrežová paleta s WIP.
Súbor treba brať ako mapu. Slúži pri návrhových kontrolách a školeniach a je priestorovým základom, na ktorý sa neskôr kladú ďalšie vrstvy. Ak je otvorenou otázkou, kde je práve teraz prázdny logistický vláčik, aj dokonalý export z CADu nechá hľadanie na ľuďoch v hale. Na tú geometriu sa musí napojiť aktuálna poloha. Súvisiaci článok Statické digitálne dvojčatá zachytia halu v jednom okamihu vysvetľuje, že export dispozície ukazuje závod z posledného uloženia, kým niekto nenahrá nový súbor.
Správcovia budov, ktorí skenujú znova po každom presune bunky, hranicu poznajú. Súboru sa verí pri overení rozmerov a inštalácii a pri ukázaní novému technikovi, kde je rozvádzač. Súbor prestane stačiť vo chvíli, keď sa otázka zmení z toho, či sa nový robot zmestí, na to, na ktorom stanovišti leží náklad, na ktorý čaká linka 3. Druhá otázka patrí neskoršiemu typu. Viac sa dočítate v článku Statické digitálne dvojčatá zachytia halu v jednom okamihu.
Simulačné digitálne dvojčatá testujú zmenu skôr, než sa objedná technika
Simulačné digitálne dvojča vloží model do nástroja na scenáre typu „čo ak“. Ide o simuláciu modelu závodu. Patrí sem diskrétna simulácia udalostí aj fyzikálna simulácia. Plánovači ich používajú pred schválením investície: pridať miesto v sklade, zmeniť počet ľudí na rampe, vyskúšať robotickú bunku alebo prepísať trasu AGV. Dvojča preskúša možné scenáre vývoja pri kontrolovaných predpokladoch. Keď beh skončí, ďalší scenár sa spustí až na požiadanie. Dnešná zmena beží ďalej mimo súboru.
Dobrá simulácia vie zastaviť nákup nevhodnej dispozície. Nenahradí však výzvu cez vysielačku, ktorou sa naďalej spúšťa väčšina interných presunov, a neukáže zápchu, ktorá sa dnes popoludní tvorí v spoločnej uličke. Simulácia sa hodí, kým je rozhodnutie ešte na papieri. Keď sa už deje v hale, treba aktuálnu vrstvu v reálnom čase.
Závody v automobilovom priemysle a u dodávateľov prvej úrovne takéto štúdie často robia pred prestavbou rampy alebo trasy AGV, pretože zlé stanovište znamená kúpu nesprávnej techniky a rok neefektívneho toku materiálu. Štúdia končí výberom dispozície. Keď sa popoludní otvorí nové stanovište, simulačný súbor nie je obrazovka, na ktorú sa vodič pozrie pri zablokovanej uličke. Práve na prechode od rozhodnutia na papieri k hale v prevádzke sa mnohé projekty dvojčiat zastavia. Rozoberá to článok Simulačné digitálne dvojčatá testujú zmenu na papieri.
Prevádzkové digitálne dvojčatá ukazujú priebeh zmeny
Prevádzkové digitálne dvojča prepája aktuálny stav závodu s priestorovým modelom. Polohy, stavy materiálu a signály z výroby sa zobrazujú v hale, ktorú ľudia poznajú. Dôležité je, čo sa deje práve teraz: vidieť to, pochopiť, prečo linka čaká, a opraviť to skôr, než uplynie ďalšia hodina. Tá istá vrstva ukladá priestorovo orientovaný súbor dát a umožňuje analýzu korelácií a príčin v celej hale. Reakcia logistiky v reálnom čase, uložená replika závodu a hľadanie vzorcov v celej hale sú rovnocenné dôvody, prečo tento typ financovať. Dátové platformy, ktoré usporadúvajú toky z MES, ERP, WMS a IoT, sa často nasadzujú popri tejto vrstve. Platformy čísla len usporiadajú, kým prevádzkové dvojča ich vráti na miesto v hale, takže majster nemusí z hlavy prepočítavať KPI na konkrétne stanovište.
Polohu môže dodať RTLS alebo súradnice, ktoré skladový systém už eviduje. Zásoby, ktoré už majú skladové miesto alebo stanovište, sa dajú zobraziť v rovnakej hale aj bez nového projektu s rádiovou technológiou, ako ukazuje článok Zásoby v 3D priamo z ERP bez inštalácie RTLS. V oboch prípadoch majster vidí miesto, nielen riadok v tabuľke.
Tu prichádza na rad twinzo. Produkt poskytuje prehľad závodu v reálnom čase, napojený na systémy a zdroje polohy, ktoré závod už používa, takže logistika a výroba pracujú s jedným obrazom haly. Keď sú polohy a stavy na mape, rovnaký pohľad slúži aj na optimalizáciu internej logistiky a sledovanie výroby, zatiaľ čo súbor dát pod ním umožňuje hľadať korelácie a príčiny v rôznych zmenách. Prevádzkové dvojča teda ukazuje stav teraz a na mape, ukladá ho pre otázky o zajtrajších vzorcoch a prepája ho s opravou, ktorú môže niekto urobiť ešte počas tejto zmeny. Podrobnosti nájdete v článku Prevádzkové digitálne dvojčatá ukazujú priebeh zmeny.
Prediktívne digitálne dvojčatá závisia od uloženej histórie
Prediktívne dvojčatá používajú modely nad priestorovo orientovanými súbormi dát. Cieľom je odhadnúť, čo sa môže stať ďalej, nájsť vzorce medzi halami a v rôznych zmenách a podporiť rozhodnutie skôr, než sa zápcha prejaví ako výpadok. Predikčná vrstva stavia na tej istej analýze korelácií a príčin, ktorú prevádzkové dvojča umožňuje nad uloženou históriou. Patrí do budúcnosti a nie je dostupná, kým závod nepostaví úplné prevádzkové digitálne dvojča a neuloží históriu dát. O predikcii sa v závodoch hovorí často, ale hustý prevádzkový záznam, ktorý takéto modely potrebujú, má len málokto. Bez neho sa graf predpovede nikdy nepremietne do trasy vozíka ani do prázdneho buffera.
Prevádzkové dvojča je vstupná podmienka. Zbiera pohyb, čas zotrvania a stav v priestorovom kontexte. Predikcia je až neskoršie využitie tejto zostavy. Najprv treba jasne vidieť dnešok. S tým súvisí článok Model je užitočný až vtedy, keď existujú priestorové dáta: polohy a stavy treba ukladať skôr, než sa od niekoho očakáva, že bude veriť predpovedi. Viac o tom vysvetľuje článok Prediktívne digitálne dvojčatá závisia od uloženej histórie.
Ako si tím v závode vyberie jeden typ na tento kvartál
1. Pomenujte rozhodnutie, ktoré treba v tomto kvartáli riešiť počas zmeny. Voľný priestor, vedenie oceľových konštrukcií alebo presun bunky pred inštaláciou začínajú statickým a simulačným dvojčaťom. Zbytočné jazdy naprázdno, stratené palety alebo linky čakajúce na materiál, ktorý z rampy odišiel neskoro, potrebujú prevádzkové prepojenie na mape, ktorej ľudia veria. Rovnaká medzera sa ukáže, keď výzvy na materiál naďalej začínajú cez vysielačku, a práve to rieši automatizácia objednávok materiálu.
2. Oddeľte nástroje na usporiadanie dát od nástrojov pre prevádzku. Dátová platforma, ktorá čistí toky z MES a IoT, môže byť nutným základom. Je to však iný produkt než prevádzkové priestorové dvojča. Treba sa opýtať, či nástroj ukazuje, kde je predmet, alebo len to, že v tabuľke existuje transakcia. Ktoré zdroje dát v reálnom čase vie priestorový pohľad prevziať, ukáže prehľad funkcií.
3. Nechajte predpoveď počkať na úplné prevádzkové dvojča. Prediktívne tvrdenia patria do budúcnosti, až po dokončení prevádzkového digitálneho dvojčaťa, keď sú dáta súvislé a priestorové. Model natrénovaný na neúplnej histórii znamená, že závod ďalej platí za rovnaké chodenie po hale.
4. Priraďte vlastníka podľa typu. Statické aktualizácie pri zmene dispozície zastrešujú konštruktéri. Simulačné scenáre vedie priemyselné inžinierstvo. Prevádzkové dvojča patrí prevádzke a logistike, pretože s ním pracujú počas zmeny, vrátane pohľadu pri linke v sledovaní výroby. Prediktívne experimenty prevezme tím neustáleho zlepšovania, keď sa tejto vrstve v reálnom čase už dá veriť.
Nezlievajte štyri úlohy do jedného slajdu
Statické dvojčatá zachytávajú podobu závodu. Simulačné dvojčatá otestujú zmeny skôr, než si vyžiadajú investíciu do techniky a ľudí. Prevádzkové dvojčatá k tejto podobe pridávajú pripojenie v reálnom čase, vďaka čomu tímy riadia zmenu s menším počtom hľadaní cez vysielačku a nečakaných prestojov, ukladajú priestorovo orientovaný súbor dát a analyzujú korelácie a príčiny v celej hale. Tieto tri prevádzkové úlohy majú rovnakú váhu. Prediktívne dvojčatá sa pozerajú do budúcnosti, a to až potom, čo úplné prevádzkové dvojča uložilo hustý záznam. Digitálne dvojča s uzavretou slučkou potom porovná simulovaný cieľ s reálnou halou a vráti skutočnosť do ďalšej štúdie. Fázy treba oddeľovať, keď prezentácia používa jeden názov pre všetky. Architektúru popisuje článok Digitálne dvojčatá s uzavretou slučkou porovnávajú simuláciu s reálnym stavom v hale.
Ozvite sa nám a výber typu si prejdeme na modeli vášho závodu.