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2021 年 8 月宾客意见:基于位置的自动化 - 为什么移动事物的数字孪生是成功工业自动化的缺失部分

2021 年 8 月 27 日 

本文概述了为什么数字孪生这个有前途的概念经常未能实现其端到端自动化和连接性的目标。它认为,要实现全面的数字化转型,公司需要为其数字孪生配备车间和供应链中所有移动资产的基于位置的精确数据。这种基于位置的综合数据使数字孪生能够为卓越运营、智能流程自动化和提高生产质量创建可操作的见解。描述的用例包括从资产管理到工具控制的基于位置的自动化,从而提高生产力、质量、灵活性和可持续性。

根据数字孪生联盟的定义,数字孪生是现实世界实体和过程的虚拟表示,以及虚拟和现实世界实体同步的机制。 [1]使用传感器数据,数字双胞胎创建了一个虚拟模型,可用于分析、优化和自动化工业环境中物理资产或流程的当前和未来状态。从产品迭代、资产管理、预测性维护和停机预防,数字孪生支持各种用例,并使公司能够围绕维护、可持续性、流程效率和性能做出基于数据的决策。

端到端自动化的缺失部分

虽然数字孪生的概念并不是一个新概念,但它与工业自动化和智能制造过程的实施的相关性正在不断增加。过去,实体车间及其数字孪生都有一个缺点:在车间移动资产的数据惊人缺乏。 KINEXON Inc. 美洲区首席执行官 Mehdi Bentanfous 表示:“数字孪生的影响与它所提取的数据一样强大。机械设备仅占典型生产设施所有资产的 1%,是迄今为止数字化的主要部分。这意味着公司 99% 的车间都缺乏关键信息,即在工厂周围移动的资产,包括产品、托盘、工具、AGV。 KINEXON 的方法是基于位置的,这意味着超精确的实时资产跟踪传感器提供的数据能够真正反映车间和供应链的动态流程,并创造无与伦比的态势感知能力。”

因此,尽管数字孪生已成功用于机器控制和原型设计,但当涉及到有关车间和供应链中资产的位置和产品状态的实时数据的潜力时,公司几乎没有触及表面。 KINEXON 的基于位置的自动化平台 (LAP) 旨在弥补当前的数据差距,将来自不同技术来源的位置数据转变为基于位置的数字孪生。 这个数字孪生会实时生成可操作的见解。 IDC Manufacturing Insights EMEA 高级总监兼负责人 Jan Burian 表示,“实时本地化是未来智能工厂必不可少的组成部分。因此,通过车间可以达到的透明度,公司能够提高他们的生产吞吐量和物流。”

鉴于机器和流程的自动化程度不断提高,事实证明,将所涉及的移动资产数字化对于端到端自动化和生产流程优化非常重要。沿着供应链,移动资产的实时数据可以通过各种技术进行跟踪,例如室内的 UWB 或 BLE,以及室外的 GPS。然后在基于位置的自动化平台中进行处理和激活,同时为其他第三方系统提供动力,例如 WMS、MES 和 IoT 以及分析平台。例如,WMS 可以更快地做出反应并实时调整订单管理的优先级,而 MES 将受益于基于实时材料补充数据的更好的机器控制和规划。此外,通用物联网和分析平台通常受益于基于位置的自动化平台的集成。鉴于他们从 LAP 收到的卓越数据,他们可以首次以整体方式分析从供应商到客户的供应链流程。通过将来自数字孪生的基于位置的数据与传感器数据(如温度、压力和其他与订单相关的上下文数据)相结合,可以实现这一点。这种端到端的透明度是数字化转型计划中最重要的可交付成果之一。

使公司能够充分利用工业物联网 (IIoT) 优势的关键是 KINEXON 对互操作性的无与伦比的关注。确保数字孪生将整个本地化范围内的技术集成在一起,并无缝集成到当前的软件堆栈中,从而在整个供应链中的软件系统、用户和流程之间产生协同作用。 KINEXON 旨在通过其数字孪生将技术孤岛转变为增值数据源,并通过数据共享和集成实现智能制造用例。

毫无疑问,数字孪生将继续存在,而 2020 年是它们在离散制造中的价值的一个例证。 “在经济中断和需求波动的时期,正如我们在 COVID-19 大流行期间所经历的那样,数字孪生可以帮助公司为其供应链和生产制定稳健且有弹性的计划。这是一个非常宝贵的优势,” KINEXON 的 Bentanfous 说。 不出所料,数字双胞胎市场有着巨大的增长轨迹。在大流行之前,Gartner 的研究发现,13% 的实施物联网项目的组织已经使用了数字孪生,而 62% 的组织正在建立数字孪生的使用或计划这样做。大流行之后,Gartner 预计,到 2023 年,三分之一实施物联网的大中型公司将至少实施一个与 COVID-19 驱动的用例相关的数字孪生。 [2]到 2026 年,整个市场预计将达到 482 亿美元。[3]

投资基于位置的数字孪生的 5 大理由

1.工艺优化和加速生产时间

基于位置的数字孪生可以将数据用于无数物联网用例,包括库存管理、流程自动化、无纸化生产、跟踪和追踪、自动化工具控制、AMR 操作、搜索和查找。数据不仅是自动化的关键来源,而且是可追溯性和整个供应链中数字线程的创建。数字孪生可以通过利用历史和实时数据并做出未来预测来帮助减少浪费、延迟和低效率。

2.实时风险评估和预测性维护

由基于位置的自动化平台 (LAP) 处理的数据对于识别工人和资产的风险至关重要。数字孪生不依赖于通用或定期维护计划,而是支持基于条件的预测性维护。这可以防止不必要的机器停机,简化资源并提高资产可用性和可靠性。同时,它们在工人安全、碰撞预防和其他工作场所安全应用方面具有巨大潜力。

3.立竿见影的价值和快速的投资回报率

用于移动物体的数字孪生由来自即用型 RTLS 和其他定位系统的数据推动。他们的发现推动了数据驱动的决策,帮助识别瓶颈和优化机会。

借助客户友好的界面,它们可以在运营层面提供即时价值,而不会给现有 IT 或 OT 系统带来负担。

4.整合所有物联网系统

互操作性是成功的数字化转型战略的一个关键方面。 kinexon 的数字孪生旨在无缝集成到现有的软件堆栈中并处理来自任何技术来源的数据。对 IT 或 OT 没有过多要求,它直接实现基于位置的自动化,同时为其他物联网流程和 3rd 方软件中的大数据分析提供卓越的输入。

5.让您的业务面向未来

数字孪生和基于位置的自动化是获得人工智能或机器学习等前沿技术优势的基础。作为中央自动化中心,他们减少了技术和部门孤岛,促进了协作和创新。考虑到在日益全球化和碎片化的世界中对远程实时监控、故障排除、合作和工作现实的需求,这变得越来越重要。

示例用例:

数字孪生在整个行业垂直领域都很有价值,但汽车和制造业是其使用的关键领域:

制造:装配线速度提高 5% 通过自动化工具控制

一家全球领先的汽车制造商一直在利用 kinexon 基于位置的自动化平台在装配线上进行自动化工具控制。工具的自动化配置、地理围栏的快速有效创建以及装配过程的超精确数字可视化不仅节省了数百万美元,而且还有助于减少人工错误和产品召回。 KINEXON 为跨国汽车制造商提供的解决方案获得了多个行业奖项。

汽车供应商:每年节省开支并提高生产力 通过物流优化

领先的汽车供应商大陆集团利用 KINEXON 的软件进行供应链和物流优化。 AGV 和拣选箱配备了 RTLS 传感器,其数据在数字孪生中进行处理。该解决方案不仅提高了 AVG 利用率,还优化了材料供应和补货,同时提供了内部物流流程的完全透明度。本案例研究中提供了有关所有解决方案的更多详细信息。

结论:使用支持位置的数字孪生完成您的数字化转型

“位置数据仍然是当今公司最大的未开发资源之一。与此同时,从物联网应用程序中获得真正的价值依赖于来自“事物位置”宇宙的可靠、精确的数据,所以 Bentanfous。

投资数字孪生不仅是对今天的底线而言合理的财务决策,它还为公司在中长期进一步节省成本做好了准备。鉴于最近的价格革命和不同定位技术(如用于室内跟踪的超精密超宽带 (UWB) 或用于室外跟踪的 GPS)的日益普及,通过基于位置的自动化以及用于移动物体的数字孪生来增加价值的潜力是现在已准备就绪,可供每家公司使用。

Jasmin Welter 是全球科技公司 KINEXON 的 B2B 营销经理。 Jasmin 通过 KINEXON 推动定位技术在基于位置的工业自动化中的应用。 Jasmin 拥有超过 10 年与制造和物流行业的国际公司合作的经验,尤其专注于智能制造和数字化转型。您可以在 LinkedIn 上与 Jasmin 联系,并在此处关注基于位置的自动化的更新

[1] https://www.digitaltwinconsortium.org/initiatives/the-definition-of-a-digital-twin.htm
[2] https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2020-10-29-gartner-survey-reveals-47-percent-of-organizations-will-increase-investments-in-iot -尽管有 covid-19 的影响-
[3] https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/digital-twin-market-225269522.html

工业技术

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