Digital Twins: Operations und Design verbinden für smartere Fertigung

Die Power von Digital Twin Technologie wird amplifiziert, wenn Modelle für diskrete Devices zu einem System-Level-View der Operations kombiniert werden.

Breite industrielle Digital Twin Anwendungsbereiche

Die weitreichende Adoption von Industrial IoT (IIoT) treibt Interesse an Digital Twin Technologie. IIoT bringt vernetzte intelligente Geräte und Analytics zusammen, sodass Organisationen Systeme und Prozesse monitoren, sammeln, austauschen, analysieren, wertvolle neue Insights liefern können. Diese Insights treiben smartere, schnellere Business-Entscheidungen.

Wenn ein physisches System mit digitaler Repräsentation gepaart wird, können abgeleitete Insights zusätzliche Benefits für Hersteller in verschiedenen Operations-Aspekten bringen: Smart Manufacturing, Supply Chain Optimization, Produkt/Service Innovationen.

Interesse an Digital Twin Technologie boomt across Industries. Markt, bewertet 3,1 Mrd. $ (2020), erwartet 48,2 Mrd. $ bis 2026 – CAGR 58 % (2020–2026). Wachstum durch anticipated Usage für Design, Simulation, MRO (Maintenance, Repair, Overhaul), Production, After Service (MarketsandMarkets). Industrieunternehmen erwarten hohes Wachstum bei Digital Twin Solutions beim Emergen aus Pandemie. Viele adoptieren für End-to-End-Operations, um pandemiebedingte Verluste zu minimieren.

Operational Twins

Oft sind Equipment-Probleme auf incorrect Usage zurückzuführen. Beispiel: Device operiert außerhalb normaler Temperatur/Druck-Range oder läuft schneller als empfohlen. Unadressiert: Impact auf Device selbst – unerwarteter Breakdown oder aggressive Deterioration. Digital Twin des Teils: Datenanalyse des Device-Current-State kann out-of-spec Operations identifizieren. Simulationen erkunden, ob Performance-Push oder Betrieb in aktueller Environment okay. Wenn nicht: Änderungen zur Optimierung der Current Performance in Working Environment.

Predictive Twin

Digital Twin für What-if-Analyse. Beispiel: Manufacturer schaut Trade-offs: Wenn ich Speed erhöhe, was ist immediater Output-Gewinn? Dann Simulation: Impact auf Equipment. Häufigerer Service? Schnellerer Fail? Cost Analysis: Net Revenue Increase durch Production Boost vs. erhöhte Maintenance/Replacement Costs.

Loopback zu Produktdesign und Marketing

Product Design Team nutzt im Feld gesammelte Equipment-Daten, um Produkt zu verbessern/tweaken oder neue Features basierend auf Current Use hinzuzufügen. Performt besser als erwartet? Vielleicht wirtschaftlicheres Design sufficient. Ebenso: Device in bestimmten Environments outperformed Specs. Marketing/Sales teilen Info mit anderen Kunden in gleichen Environments.

Connected Digital Twins

Power von Digital Twin Technologie amplifiziert, wenn Modelle für diskrete Devices zu System-Level-View kombiniert werden. Beispiel Aviation: Manufacturer hat individuelle Digital Twin Repräsentanten verschiedener Engine-Komponenten und Modell, das Simulation/Observation erlaubt, wie Elemente zusammenarbeiten. Smart Buildings nutzen häufig Kombinationen: Smart Spaces, Smart Elevators, Smart HVAC – für synergistische Benefits, wenn Developer/Owner versteht, wie Systeme sich komplementieren und zusammenarbeiten.

System-Level Models und Twins

Connected Digital Twins in Manufacturing könnten zwei Pfade nehmen. Einer: Fokus auf komplexes Equipment durch Integration der Parts-Modelle. Äquivalent zu Aircraft Engine Manufacturer, der gesamten Engine aus Parts-Modellen simuliert.

Hersteller können Echtzeit-Insights aus Systems-of-Systems sammeln, um Engineers Hidden Inter-Dependencies finden und Rekalibrierungsschritte empfehlen zu lassen. Insights über Equipment-Betrieb in actual Environment nutzen Engineers/Maintenance-Teams für Adjustments und Performance-Optimierung.

Zweiter Bereich: Simulieren/Modellieren von Manufacturing Processes – Twins für verschiedene Equipment auf Production Line. Beispiel: Komplexe Assembly Line inkl. Digital Twin von Robotics (Items auf Conveyor), Mill, Welding Tool, mehr.

Composite Digital Twin mit diesen Elementen lässt Manufacturer tiefer Insights in End-to-End-Prozesse gewinnen. Adjustments im Virtual Model zeigen Impact auf Finished Product, Production Rates, Quality, mehr.

Auf dem Pfad zu Industrie 4.0

Konnektivitätstechnologien und gesammelte Daten sind essenziell für Equipment/Device Manufacturer, um an zukünftigen Industrie-Initiativen wie Industrie 4.0 teilzunehmen. Smart Manufacturing Initiativen können Factory Visibility, Predictive Maintenance, Modeling, Simulation kombinieren für Echtzeit-Insights: Wie Equipment jetzt operiert, wie Operations verbessert werden können, wie es End-to-End KPIs impactet.