Do góry

Czy każda fabryka musi mieć cyfrowego bliźniaka?

This post is also available in: English (angielski)

Jeszcze nie. Jednak niebawem będzie musiała go mieć, aby skutecznie optymalizować koszty, przewidywać awarie przed ich wystąpieniem, przygotowywać produkty w krótkich seriach i błyskawicznie reagować na zmieniający się popyt i preferencje odbiorców. Fabryki będą musiały stworzyć sobie wirtualnego bliźniaka (digital twin), aby przetrwać w warunkach globalnej gospodarki.

Digitalizacja może dotyczyć całej fabryki lub wybranych procesów. Jednym z kluczowych procesów jest transport wewnętrzny, który oferuje duży potencjał optymalizacji, przy relatywnie niskich kosztach wejścia. Pod warunkiem zastosowania robotów klasy AMR i platformy AUTONOMY@WORK™. Jak działają oraz jakie możliwości stwarzają wirtualne bliźniaki, najłatwiej prześledzić na głośnym wydarzeniu z historii XX w.

Jak naprawiono filtr na Apollo 13?

Misja Apollo 13 była pasmem niefortunnych zdarzeń. W ich wyniku astronauci stracili szansę, aby wylądować na Księżycu. Co gorsza mogli też stracić życie na skutek banalnej awarii filtra dwutlenku węgla. Specjaliści z obsługi naziemnej dysponowali danymi na temat wszystkich materiałów, narzędzi i urządzeń dostępnych na statku kosmicznym. Zgromadzili identyczny zestaw na ziemi i postawili sobie pytanie: jak naprawić pochłaniacz dwutlenku węgla wyłącznie przy użyciu przedmiotów, których mogą użyć astronauci? 15 kwietnia 1970 r. filtry wznowiły działanie.

Można powiedzieć, że naukowcy z NASA działali w modelu, który obecnie znamy pod nazwą digital twins. Dysponowali layoutem statku kosmicznego. Mieli informacje o zachodzących w jego wnętrzu procesach oraz lokalizacji kluczowych obiektów. Mogli zarządzać sytuacją w oparciu o dane (data driven). Pobrali dane z realnego środowiska, wprowadzili je do modelu, dokonali analizy problemu i znaleźli rozwiązanie, które okazało się skuteczne.

Co wirtualne bliźniaki robią w fabryce?

Wirtualny bliźniak fabryki to odwzorowanie hali, jej wyposażenia i maszyn w postaci cyfrowego modelu. Jeżeli to konieczne, można też stworzyć wirtualne modele personelu ludzkiego. Wszystkie te kreacje muszą ze sobą oddziaływać, co oznacza, że model powinien odtwarzać także relacje pomiędzy obiektami.

Im więcej informacji wprowadzimy do modelu, tym będzie on kompletniejszy, bliższy obiektowi fizycznemu, a w efekcie lepszy do testów. Niezwykle ważną sprawą jest też stały dopływ danych. Do tego celu konieczne jest zainstalowanie różnorodnych czujników, które zbierają informacje o stanie maszyn i procesów. Na podstawie pomiarów temperatury, wibracji czy analizy prądowej można bardzo precyzyjnie monitorować stan maszyn i przewidywać z dużym prawdopodobieństwem zbliżające się awarie.

Idealnym cyfrowym bliźniakiem jest model zasilany danymi w czasie rzeczywistym. Dzięki temu możliwa jest skuteczna analiza zaistniałych problemów, testowanie rozwiązań na modelu i odsyłanie informacji (konkretnych instrukcji) do realnej fabryki. Przetwarzanie ogromnych ilości danych procesowych (Big Data) jest możliwe w oparciu o wykorzystanie sztucznej inteligencji. Wszystko razem przenosi nas w realia Industry 4.0, czyli w pełni zautomatyzowanej fabryki przyszłości.

Fabryka 4.0 - wirtualny bliźniak
źródło: shutterstock.com

Modelowanie intralogistyki – pierwszy krok w stronę fabryki 4.0

Stworzenie kompletnych wirtualnych bliźniaków fabryk z wolna staje się teraźniejszością. Łagodnym wejściem w nowe realia może i powinno stać się modelowanie transportu wewnętrznego. Korzystając z platformy AUTONOMY@WORK™ możemy stworzyć system intralogistyczny w oparciu o roboty klasy AMR.

Stworzony przez VersaBox system oferuje wszystkie funkcjonalności niezbędne do zaprojektowania systemu, jego realizację i zarządzanie flotą robotów. W jego skład wchodzi też narzędzie VERSABOX VIRTUAL FACTORY ™, które służy do modelowania i optymalizacji procesów intralogistycznych. W praktyce oznacza to, że przy jego użyciu możemy stworzyć wirtualnego bliźniaka systemu transportu wewnętrznego. Działa on zgodnie z opisanymi wyżej prawidłowościami – przetwarza dane z fizycznej hali produkcyjnej, aby na wirtualnym modelu testować rozwiązania realnych problemów.

VersaBoty tworzą nową jakość intralogistyki

Może wydawać się, że wprowadzenie do fabryki robotów klasy AMR, to tylko zmiana wykonawców – z ludzi na VersaBoty. Jednak wprowadzenie robotów AMR i systemu zarządzania flotą, to zmiana znacznie wykraczająca poza proste odwzorowanie istniejących procesów intralogistycznych.

Roboty wnoszą ze sobą przewidywalność – nie mylą się, nie męczą i nie chorują, nie ulegają emocjom. Mogą pracować non stop z krótkimi przerwami na ładowanie baterii trakcyjnych. To tylko wybrane zmiany, które wnoszą do fabryki. Jednak wystarczą aż nadto, aby uznać, że mamy do czynienia z generalną zmianą w myśleniu o projektowaniu i wydajności procesów intralogistycznych. Jeżeli odwzorujemy je w postaci cyfrowego modelu, zarządzanie flotą i optymalizacja procesów transportowych będzie skuteczna, jak nigdy wcześniej.

AUTONOMY@WORK™ i VersaBoty wraz z koniecznym wyposażeniem dodatkowym (stacje ładowania baterii trakcyjnych, systemy poboru i zdawania ładunków) tworzą kompletne rozwiązanie sprzętowe i programistyczne. Dzięki niemu możliwe jest stworzenie od podstaw lub modernizacja istniejącego systemu transportu wewnętrznego do poziomu Industry 4.0. Innymi słowy możemy zrobić krok w stronę zmiany, od której nie ma odwrotu. Już teraz osiągniemy realne oszczędności, podniesienie wydajności i ograniczenie strat. W nieodległej przyszłości możemy zapewnić sobie zbudowanie przewagi konkurencyjnej i w efekcie przetrwanie na globalnym rynku.

Author avatar
Mateusz Wiśniowski