数字孪生指南

姜琴兰
导读 公司需要发展他们的制造系统,以支持所谓的数据驱动的端到端自适应操作,其中系统自动响应已知和新的场景。然而,这说起来容易做起来难。随...

公司需要发展他们的制造系统,以支持所谓的数据驱动的端到端自适应操作,其中系统自动响应已知和新的场景。

然而,这说起来容易做起来难。随着制造商努力向适应性运营迈进,他们受到制造系统传统和孤立架构的阻碍。这种架构限制了超出单个资产和单一功能的用例,并且不允许对大量数据进行采集、集成和分析。

数字孪生如何提供帮助

这就是为什么数字双胞胎的概念越来越受到制造业领导者的关注。

数字双胞胎的核心是能够将来自多个来源的数据整合在一起、统一并对其进行情境化。它为人员和应用程序提供了一个单一的解决方案,可以将这个上下文化的数据存储库用于各种用例。

数字孪生常见问题

随着制造业领导者探索数字双胞胎作为解决方案,实施仍存在不确定性。以下是最常见的问题以及我们学到的知识:

1) 为什么数字双胞胎会改变游戏规则?

数字双胞胎提供相关的上下文,而不仅仅是数据。它们允许在整个组织中捕获信息并映射关系。这支持向完全自主操作的渐进演进。

传统的孤立制造系统架构受到高度异构信息的挑战。再加上缺乏围绕数据的上下文,使用这些系统的工程师很难获得有助于优化业务运营的有价值的见解。

数字孪生技术支持渐进式学习和获取隐性知识的能力,这是实现自主操作的关键推动力。事实上,这项技术以工程师和操作员可以理解的方式存储和构建信息,最终减少了对数据分析师对日常问题的依赖,并提高了组织效率。

数字双胞胎让工程师和操作员对制造数据和相关解决方案进行控制和问责。通过结合数字双胞胎和现代低代码/无代码工具的力量,制造领导者可以为数据工程师提供一个安全的领域,他们可以在其中协作开发优化运营的新方法。

2) 您能否在无需替换所有底层解决方案的情况下利用数字孪生?

是的。包容和统一的制造架构仍然是跨行业制造运营的基础。制造领导者可以与现有系统并行实施数字双胞胎。

利用来自现有系统的数据,数字双胞胎允许制造商从多年的投资中获得更大的价值,而无需“淘汰和更换”。通过利用云平台和技术的强大功能和灵活性,数字孪生技术允许制造商从信息技术 (IT) 和运营技术 (OT) 系统中获取数据——从企业资源规划(ERP) 到可编程逻辑控制器 (PLC),再到供应链到分销——并快速有效地将其背景化。

尽管利用数字孪生技术不需要对传统系统进行完全重新设计,但以前集成的系统不应完全保持原样。制造领导者应努力简化其现有的制造架构,以:

创建数据驱动的模板化方法和抽象层,从而实现简化和标准化,而无需更换现场昂贵的设备。

将高价值的特定开发(例如,上游的哪些条件可能导致下游的故障)转移到孪生环境,其中大部分是关于数据和人工智能的。

加强 ERP 与车间系统之间的“垂直”集成,建立强大而高效的执行引擎。

随着时间的推移逐步集成双域——执行和优化。

3) 制造执行系统 ​​(MES) 供应商与主要云平台和物联网供应商的定位如何?

MES 是当前制造 IT/OT 堆栈的支柱。随着越来越多的制造商向下一代制造运营管理 (MOM) 架构过渡,它们将继续发挥重要作用。

MES 供应商正在发展他们的解决方案以增加他们的足迹,利用云的灵活性,同时促进他们与未来就绪的制造架构的集成。这源于他们面临来自 IT 参与者的日益激烈的竞争,包括专业初创公司和云供应商。

随着供应商不断扩大产品范围并发展其产品组合,他们将重点放在包括数据历史库、质量管理系统、资产绩效管理和仓库管理解决方案在内的平台上。由于当今的领导者正在提供一系列经过大幅改进的核心功能,其中包含行业特定的最佳实践,因此可以通过有限的定制实现更快的部署。

整个行业的另一个主要趋势是云部署。这显着简化了与整体 MOM 架构的集成,同时降低了 MES 部署的成本,同时更轻松地跨站点部署。

此外,MES 供应商越来越多地提供更灵活的产品,这些产品可以帮助制造商在预算范围内并帮助产能限制从大型 CAPEX 投资转向增量订阅。当与加速部署相结合时,这使得 MES 部署更容易在财务上证明是合理的。这些发展使 MES 重新成为决策者在设计工业 4.0 路线图时的关注点。

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