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为什么数字孪生对于工业物联网基础设施至关重要?

时间:2022-01-06 15:52:15来源:

导语:​随着制造商继续构建他们的工业物联网 (IIoT) 基础设施,数字孪生显然应该成为其中的一部分。

  随着制造商继续构建他们的工业物联网 (IIoT) 基础设施,数字孪生显然应该成为其中的一部分。由于数字孪生代表了工厂或其资产的高度精确和详细的虚拟版本,因此该技术可以为决策者提供比以前更高的可见性。

  下面我们来详细地了解一下数字孪生为制造业团队带来的一些具体好处。

  在工厂建设期间提高效率和降低成本

  当中国北京举办 2008 年奥运会时,组织者和官员计划采取大量措施来改善空气质量。这些努力今天仍在继续,当中国在 2022 年再次举办奥运会时,与会者将有机会评估其影响。其中一项举措是将大部分钢铁产能转移到首都邻近省份。

  宣化钢铁厂是被要求搬迁的工厂之一。搬迁这座拥有 89 年历史的设施的计划包括为其创建一个数字孪生。该模型将帮助人们跟踪工厂内部发生的事情,同时人们努力使其在新地方全面运行。数字孪生可显示设计进度、工厂内部施工以及交货时间等内容。

  根据 Machine Design的数据,依靠数字化工厂使调试成本降低了75%。这种方法还将设计周期缩短了35天。其好处也应该超越建设,例如,熟悉数字孪生的人认为,通过优化抛丸机,它可以节省60%-70%的运行能耗。

  这座工厂占地534公顷。此外,其生产线每秒生成数百兆字节的数据。创建如此庞大的数字孪生来处理如此庞大的数据量并不是一项简单的任务。然而,这个例子展示了它在施工期间和之后是如何获得回报的。

  帮助员工决策和改进流程

  数字孪生还可以辅助物联网(IoT)基础设施,为员工提供他们需要的实时数据,以便做出更明智、更自信的决策。跨国食品和宠物用品品牌 Mars,正在进行云优先的数字升级,以增强人们使用互联技术的方式。

  该品牌的领导者选择了 Microsoft Azure 数字孪生来支持公司现有的工业物联网技术,以及未来可能部署的任何技术。Mars首席数字官Sandeep Dadlani在谈到合作时说:“这将改变我们与消费者之间的关系,提供包括内容和媒体在内的超相关消费者体验,并满足消费者旅程中每个接触点的需求和期望。”

  使用数字孪生的目标之一是帮助现场员工根据技术显示的内容做出实时决策。这种方法还可以增强现有流程。规范工人履行职责的方式可以减少伤害,同时减少效率低下和错误。数字孪生甚至可以解决在给定时间一个地方有太多工人所造成的瓶颈问题。

  减少维护费用,同时改善客户服务范围

  许多公司高管认为,在物联网基础设施中实施数字孪生可以最大限度地降低与意外设备停机相关的成本。设备停机在制造业中尤其成问题,因为即使是持续几个小时的停机也可能导致数万美元的损失,这取决于该产品及其总体需求。

  当主动维护成为优先事项时,使用物联网传感器已经很常见了。在一个例子中,一家汽车零部件制造商希望遏制钎焊炉内风扇的故障,因为每个风扇都需要好几天才能修好。

  该公司的数据科学家检查了来自传感器的信息,并确定如果维护人员不解决问题,很快就会发生停机。更具体地说,他们警告说,风扇只能再使用58小时,需要及时更换。维护团队最初对这一说法表示怀疑,然而,当他们取出风扇时,发现叶片已经碎裂。

  数字孪生还可以以维护为目标,激发客户的兴趣。比如INDEX Group提供其iXworld平台,该平台提供有关机器性能和状况的实时数据。对于那些厌倦了意外设备故障的客户来说,这是一个重要的卖点。同样,三菱电机的数字孪生兼作客户服务门户,用户可以通过它提交问题并订购更换零件。

  戴姆勒(Daimler)的领导者预计,从汽车最初的设计到到达最终客户手中,数字孪生将在该流程的每个阶段建立数据的共同线索。该公司在梅赛德斯-奔驰车型上使用了这种方法。据《工业周刊》报道,梅赛德斯-奔驰的数字孪生可以远程更新汽车的软件,从而减少过时版本出现问题的可能性。它可以显示驾驶员的使用习惯,允许公司推荐相关的产品和服务。

  在充满挑战的环境下提高生产力

  新冠肺炎疫情给世界各地的制造商带来了巨大的障碍。不幸的是,疫情还没有结束。即使疫苗在许多国家/地区很容易获得,但仍然有必要遵守社交距离等措施。研究表明,一些新变种比原始病毒更容易传播,也更容易突破疫苗的防御。

  在英国,一项调查显示,供应链问题削弱了制造商从新冠肺炎衰退中恢复过来的努力。一项分析显示,2021 年 8 月的增长率是六个月来最低的。然而,由于数字孪生可以更好地了解工厂中发生的一切,它可以帮助领导者更快地预测问题,让他们有更多时间制定有效的策略来解决这些问题。

  该工具还可以帮助如何调整现实世界的流程,使其更安全地适应新冠肺炎引发的新常态。同样,它可以帮助工厂经理调整协议,以应对未来可能出现的任何其他挑战。例如,数字孪生可以在工厂团队实施新流程之前展示它们是如何工作的。

  数字孪生还可以加速疫苗的生产,这是一个永远备受关注的问题。葛兰素史克公司最近完成了一项数字孪生试验,该试验与疫苗中使用的佐剂颗粒的生产有关。

  它为公司提供有关流程的即时数字化反馈。这一优势改善了流程。它还可以限制可能导致生产放缓的可变性,并通过最大限度地降低新设施启动和运行的风险来帮助公司。

  在采用数字孪生之前评估需求

  这些示例说明了制造专业人士将数字孪生作为其现有物联网基础设施一部分的众多原因。 这样做可以带来很多回报,但这并不能保证成功。

  制造商应该考虑他们最紧迫的需求和障碍。从那里,他们可以思考数字孪生技术如何提供帮助,以及市场上的某些工具是否具有满足他们期望的功能和能力。

  在实施数字孪生时,关注其他制造业领导者的做法也很有用。该行业是最早使用这些工具的行业之一,并且随着采用率的提高,这些工具的更多用途已经变得显而易见。


标签: 工业物联网

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