デジタルツインは製造工場にどのような価値をもたらしますか？

製造業は大きな課題に直面しています。供給不足、需要の高まり、不安定な市場により、企業は競争力を維持するために新しい戦略を採用する必要があります。

多くのメーカーは、生産性を高め、運用コストを削減し、変化する市場の状況に対応するために、産業用IoT、人工知能、クラウドコンピューティングなどのインダストリー4.0のイノベーションに目を向けています。

IoT、AI、その他のテクノロジーを活用して実際の施設の忠実度の高いコピーをシミュレートできる新しいテクノロジーであるデジタルツインは、所有者にプラントの運用と生産性に対する潜在的な障壁についての理解を深めるのに役立ちます。

デジタルツインとは何ですか？

デジタルツインは、既存のオブジェクト、製品、ワークフロー、または施設の仮想表現です。通常、ソースを可能な限り正確に一致させるように設計されています。理想的には、双子がレプリカとして機能できるように設計されています。

たとえば、建物のデジタルツインは、1対1の縮尺モデルである場合があります。それは同じHVACシステム、配管、照明、さらには材料を持っているかもしれません。 IoTエアフロー、徒歩交通量、照明モニターなどのネットワークセンサーからの情報は、追加のデータを提供できます。

レプリカの忠実度が高いため、エンドユーザーは、構築プロセスのシミュレーション、予測、視覚化など、さまざまな目的でレプリカを活用できます。

1人のエンドユーザーは、HVACモデリングと気流アルゴリズムを利用して、建物の空調システムの弱点を特定できます。別の人は、IoTデバイスからのデータを使用して、デジタルツインをリアルタイムの監視システムに変え、ネットワークとパフォーマンスの構築に関する強力な視覚化を提供する場合があります。

建物のモデリングに加えて、企業はデジタルツインを使用して、企業のサプライチェーン全体から個々のプラントマシンやコンポーネントに至るまで、さまざまな規模でオブジェクトやプロセスを特徴づけることもできます。

製造業におけるデジタルツイン

デジタルツインは、監視の改善、品質管理の合理化、データの視覚化など、製造工場の所有者にさまざまな潜在的なメリットをもたらします。

IIoTデータの視覚化

デジタルツインは、製造業でますます一般的になりつつあるIIoT監視フリートとうまく相乗効果を発揮します。 IIoTモニターからのデータを使用して、より正確な双子を作成し、モデルの予測力を向上させることができます。

エンドユーザーは、デジタルツインを使用してIIoTデータを視覚化することもでき、IIoTシステムがキャプチャする可能性のある膨大な量の情報の解析に伴う混乱を減らすのに役立ちます。

たとえば、企業はIIoTと既存のプラントデジタルツインを使用して、プラントの気流、徒歩の交通量、または商品の移動を表すことができます。プラントのスループットを制限するコンベヤーベルトなど、施設に重大な生産のボトルネックがある場合、この視覚化はマネージャーがそれらを特定するのに役立ちます。

同じアプローチを使用して、レイアウトの非効率性、交通のボトルネック、メンテナンスアラート、さらには潜在的な安全違反を特定することもできます。

IIoTセンサーが追跡するデータに関係なく、デジタルツイン内またはデジタルツイン上のどこかに表示される場所に関連付けることができるため、マネージャーは、プラントの実際のパフォーマンスに関する貴重なIIoTキャプチャ情報をよりよく理解できます。

予知保全とリアルタイムの機器監視

ネットワーク化されたセンサーと機械は、プラント設備の性能に関する情報を継続的に報告できます。このデータはデジタルツインに提供でき、管理者に機械の状態を一目で確認できます。

プラント内のマシンがベースラインと比較して異常な動作を開始した場合、システムはマネージャーに警告し、問題の正確な場所を提供します。デジタルツインを使用すると、故障したコンポーネントを正確に特定できます。

予防保守戦略とリアルタイムの監視を組み合わせることで、所有者は保守コストを削減し、ダウンタイムのリスクを減らすことができます。

AIはさらに前進することを可能にします。 IIoTマシンセンサーからの履歴データをメーカーデータと組み合わせて使用​​して、マシンがいつ故障するかを予測できるアルゴリズムをトレーニングできます。企業がすでに修正しているデータを使用するということは、アルゴリズムが予知保全戦略を可能にして、運用コストとダウンタイムをさらに削減できることを意味します。

計画のアップグレードとレイアウトの変更

デジタルツインは、プラントのアップグレードまたは再編成の監査と計画に特に役立ちます。たとえば、デジタルツインを交通量やリソースの流れのデータと組み合わせて、労働者や商品が行き詰まっている場所を示すと、一般的な回線レイアウトの間違いがより明らかになる可能性があります。

デジタルツインとHVACシステムのモデリングにより、現在のシステムの有効性を確認し、新しいHVAC操作が気流の改善、プラントの快適性の向上、および現場の空気品質の維持にどのように役立つかをシミュレートできます。

一部の企業は、浮遊粒子状物質への労働者の曝露に関する業界基準を満たす必要がある場合があります。管理者は、空気品質モデルを使用してその曝露をシミュレートできます。これにより、アップグレードが現場作業員の安全を維持するのに十分効率的かどうかを判断できます。

プラントプロセスの分析

デジタルツインは、マネージャーが自社のプラントがどのように運営され、ビジネスの全体的な構造に適合しているかをよりよく理解するのに役立ちます。デジタルツインはワークフロー、プロセス、サプライチェーンをモデル化でき、組み合わせることでマネージャーは工場から「ズームアウト」し、倉庫やベンダーからの商品の流れを観察できます。

同じテクノロジーにより、管理者はプラント全体の個々のコンポーネントやアイテムの動きを「ズームイン」して表示することもできます。パレットまたは部品に取り付けられたRFIDトラッカーおよび同様のデバイスは、商品が工場および製造プロセスをどのように通過するかを管理者に示すことができます。

これらのシステムからのデータは、サイトのトレーサビリティイニシアチブの改善にも役立ちます。適切な情報により、生産ラインから出てくるすべてのアイテムの原材料と製造条件を決定できます。

特定のロットまたはアイテムのセットに問題があると疑われるメーカーは、マネージャーに生産データを確認させて、影響を受ける可能性が最も高いものを特定し、リコールの範囲を縮小することができます。

デジタルツインを使用した製造プラントプロセスの合理化

デジタルツインは、メーカーが新しい市場の状況に適応するために持っている最高のツールの1つである可能性があります。

管理者はこのテクノロジーを使用して、IIoTフリートによってキャプチャされたデータまたはAIアルゴリズムによって分析されたデータをより効果的に視覚化できます。デジタルツインは、企業がプラントの運用をシミュレートし、ワークフローの潜在的な脆弱性やボトルネックを特定するのにも役立ちます。

市場の変動と需要の高まりにより製造効率がより重要になるため、デジタルツインは製造業者にとって不可欠な投資になる可能性があります。