Cyfrowy bliźniak

Katgoria: IT SOLUTIONS / Utworzono: 08 czerwiec 2016

SIEMENS PLM

Cyfrowy bliźniak
szukanie efektywności w procesie projektowania i wytwarzania produktu

Realizacja produktu to zapewne najważniejsza część procesu projektowania i wytwarzania. W jej wyniku realny produkt, fizyczne odzwierciedlenie własności intelektualnej, z idei staje się rzeczywistością. Co więcej, bez dobrze zaplanowanego procesu projektowania i wytwarzania produktu – skoordynowanego do wspólnej pracy w celu zapewnienia niezakłóconego przebiegu montażu w całej fabryce – pomysł pozostanie jedynie pięknym rysunkiem lub czymś nie do końca spełniającym pierwotne zamierzenia. Przez lata sposób projektowania produktów i planowania ich wytwarzania pozostawał mniej więcej podobny – był kompletny i obarczony wewnętrznymi błędami, mogącymi zwiększać koszty i opóźniać rozwój. W duchu innowacyjności, niezbędnym każdemu producentowi do przetrwania, Siemens przyjrzał się temu procesowi pod kątem potencjalnych usprawnień.

REKLAMA

Niezwykła koordynacja

Odwiedzający nowoczesną fabrykę mogą zaobserwować niesamowitą koordynację ludzi, części, materiałów, robotów i maszyn – pracujących z dokładnością co do minuty lub nawet sekundy, by zrealizować harmonogram. Wygląda to niewiarygodnie.

Natomiast to co dzieje się za kulisami, tzn. sposób w jaki produkty są projektowane i przekazywane do produkcji, nadal opiera się na starych procesach. Nie chodzi tu o to, by kogokolwiek krytykować. Wspaniały projekt to duże osiągnięcie. Może być to niezwykle złożone zadanie, wymagające w niektórych przypadkach milionów części oraz tysięcy pracowników i partnerów, a często też koordynacji działań w różnych krajach. Co więcej, na kluczowych rynkach takich jak elektronika (szybsze procesory, miniaturyzacja), motoryzacja (ekologia i emisje) czy lotnictwo (ekologia i trend w kierunku maszyn kompozytowych), istnieje nieustanne dążenie do doskonalenia, co oznacza, że nowe projekty muszą być realizowane szybciej. Biorąc pod uwagę tę złożoność, zrozumiała staje się niechęć do wykraczania poza wypróbowane i przetestowane procesy rozwojowe. Klienci informują nas jednak o powszechnych problemach w całym łańcuchu rozwojowo-produkcyjnym, oraz o tym, że pewne obszary mogą powodować kosztowne opóźnienia.

Powszechne wyzwania

Jednym z najważniejszy problemów, jakie dostrzegamy, jest to, że zespół projektowy korzysta z innych systemów niż ich koledzy z produkcji. W praktyce oznacza to, że projektanci przekazują swoje dzieło ludziom z produkcji, którzy starają się stworzyć na jego podstawie plan procesów przy wykorzystaniu oprogramowania, do którego są przyzwyczajeni. W tym dość powszechnym scenariuszu informacje mogą utracić synchronizację, przez co każdy będzie miał problem ze zorientowaniem się, co się dzieje. Zwiększa to potencjał wystąpienia błędu.

Regularne problemy napotykamy też w projektowaniu rozkładu hali produkcyjnej. Wynikają one często z faktu, że rozkład tworzy się na podstawie dwuwymiarowych rzutów i papierowych planów, których tworzenie wymaga czasu i wysiłku. Chociaż stanową one podstawowy element procesu, to pozostają stosunkowo nieelastyczne. Często obserwujemy, że zmiany wprowadzane w rozkładzie hali nie znajdują odzwierciedlenia w planach. Może to stwarzać problemy, szczególnie na szybko rozwijających się rynkach, takich jak elektronika użytkowa, gdzie systemy produkcyjne muszą być stale rozbudowywane i modernizowane. Dlaczego? Ponieważ dwuwymiarowe plany nie są inteligentne i nie wchodzą w skład systemu. Wytwórcy nie wiedzą dokładnie, co jest w danej chwili produkowane, dlatego trudno jest im podejmować mądre decyzje i szybkie działania.

Kończąc temat przejdźmy do etapu przebiegu produkcji, który zazwyczaj przechodzi w etap walidacji procesu. Tutaj również zauważamy potencjalnie istotną barierę dla wydajności. Chodzi o to, że producenci zazwyczaj czekają, aż dany sprzęt zostanie wykonany, zanim sprawdzą, jak się on sprawuje. Jeśli nie działa tak dobrze, jak tego oczekiwano, jest za późno, by szukać alternatywnego rozwiązania. Nasze doświadczenie wskazuje, że każde zakłócenie tego procesu może powodować poważne opóźnienia.

Są jeszcze dwa inne obszary na końcu łańcucha produkcji, w których klienci dostrzegają problemy: przepustowość i realizacja produkcji.

Ze względu na złożoność współczesnych hal produkcyjnych, a także częsty brak koordynacji pomiędzy różnymi rodzajami oprogramowania i systemami planistycznymi, dostrzeżenie obszarów lub komórek produkcji powodujących opóźnienia na linii może być trudne. Jeśli chodzi o ostatni element układanki – realizację produkcji – to klienci informują, że często mają problem z pomiarem wyników oraz sprawdzeniem, czy wyniki procesu są zgodne z zakładanymi w planie. Tu także problemem jest złożoność, a wyzwania wiążą się z przekazywaniem informacji z hali produkcyjnej z powrotem do zespołów zajmujących się projektowaniem produktów, inżynierią i wytwarzaniem.

Co można zrobić? Poniżej prezentuję naszą centralną ideę, wokół której można zgrupować wszystkie kluczowe etapy procesu produkcyjnego, a następnie je usprawnić: Digital Twin.

Digital Twin (cyfrowy bliźniak)

Digital Twin to cyfrowa kopia, którą modeluje się w taki sposób, by zachowywała się realistycznie. Nie będziemy zagłębiać się tu w szczegóły dotyczące naszych produktów. Chodzi o to, że zbudowaliśmy narzędzia zarządzania cyklem życia projektu (PLN) w taki sposób, by stworzyć kompletną cyfrową bazę do modelowania kopii Digital Twin, by realistycznie oddawały one procesy projektowania i montażu wyrobu – od początku do końca. Co to oznacza? Wykorzystując te same etapy, które omówiliśmy powyżej, podkreślamy kilka kluczowych umiejętności, które naszym zdaniem są najcenniejsze w tej metodzie.

Projektowanie: korzystając z oprogramowania NX (oraz innych systemów CAD), możemy stworzyć model naszego produktu – i otworzyć go w systemie Teamcenter jako model 3D JT. Oprogramowanie to może stworzyć dosłownie tysiące wirtualnych wersji produktu, tak jak gdyby go zbudować fizycznie, w czasie kilku sekund. Sprawdza ono, czy występują jakiekolwiek konflikty, wykorzystując w tym celu techniki big data, opisy produktu, wytwarzania i informacji (PMI) (określające tolerancję produktu oraz komponenty), a także podstawowy opis procesu produkcyjnego. Wypróbowaliśmy tę metodę przy projektowaniu jednego z naszych własnych produktów elektronicznych. Udało nam się natychmiast zauważyć, że śruby konektora i odpowiadające im otwory konektora wyjścia wideo nie są spasowane. Błąd ten mógłby doprowadzić do pojawienia się roszczeń gwarancyjnych, ponieważ konektor odłączałby się od obwodu na skutek wady produkcyjnej. Identyfikacja problemów projektowych na tak wczesnym etapie może zaoszczędzić sporo czasu i pieniędzy – w trakcie procesu produkcyjnego i poza nim.
Planowanie procesów: Kopie Digital Twin mogą usprawniać współpracę zespołów projektowych i produkcyjnych, by lepiej zaplanować to, co należy wykonać, w jaki sposób należy to zrobić, jakie są potrzebne zasoby, oraz gdzie należy to wykonać. Spójrzmy na przykład aktualizacji montażu. Dzięki naszym narzędziom twój zespół planistyczny może wykorzystywać nowy wykaz materiałowy, by wprowadzić nowe etapy do modelu 3D dla bieżącego procesu. Można modelować każdy system produkcyjny w dowolnym miejscu – np. zespół w Paryżu może planować produkcję fabryki w Rio. Dla nowych procesów dostępne są szacunkowe przedziały czasowe, dzięki czemu zespół może sprawdzić, czy przebieg pracy umożliwia osiągnięcie średnich celów jednostkowych. W przeciwnym razie zmodyfikowane lub nowe komórki można przesunąć w dół lub górę procesu, a następnie przeprowadzić ponowną symulację, aż do zapewnienia realizacji celów produkcyjnych. Zmodyfikowany plan może zostać szybko zatwierdzony, ponieważ jest dostępny dla wszystkich interesariuszy. Jeśli w trakcie procesu ujawnione zostaną jakieś problemy, to zespoły projektowy i planistyczny mogą wspólnie je rozwiązać.
Rozkład: jeśli chodzi o rozkład hali produkcyjnej, to zalecamy stworzenie kopii Digital Twin – ze wszystkimi szczegółami dotyczącymi mechaniki, automatyki i zasobów – oraz trwałe związanie jej z ekosystemem projektowania i wytwarzania produktu. Wykorzystując połączenie narzędzi PLM, możesz po prostu przeciągać i upuszczać komórki, sprzęt i ludzi na miejsca na linii produkcyjnej, a następnie symulować jej działanie. Jest to bardzo prosty, ale jednocześnie bardzo efektywny sposób na projektowanie hali produkcyjnej i wprowadzanie zmian. Dlatego jeśli produkt ulegnie zmianie i pojawi się potrzeba zastosowania nowego robota, inżynierowie od symulacji mogą sprawdzić, czy np. rozmiar robota nie będzie miał negatywnego wpływu na któryś z przenośników. Inżynier zajmujący się rozkładem może następnie dokonać modyfikacji i wysłać wniosek o zmianę, zawiadamiając dział zakupów o potrzebie nabycia nowego urządzenia. Co więcej, w przypadku konieczności wprowadzenia zmian można przeprowadzić analizę oddziaływania, by uniknąć błędów i poinformować dostawców, których zmiany te mogą dotyczyć.
Walidacja procesu: kopię Digital Twin można wykorzystywać do cyfrowej walidacji procesu montażu. Inteligentne modelowanie z wykorzystaniem analizy ilościowej może dokonać przeglądu czynników ludzkich związanych z konstrukcją i przedstawić zalecenia dotyczące takich kwestii jak pozycja w czasie pracy, dzięki czemu można zapobiec zmęczeniu lub zranieniu pracownika. Raport ten można wykorzystać w materiałach szkoleniowych wideo oraz wytycznych odnośnie procesów dla personelu.
Optymalizacja przepustowości: kopię Digital Twin można też wykorzystać do statystycznej symulacji i oceny planowanego systemu produkcyjnego. Jest ona w stanie oszacować, czy należy wykorzystać ludzi, roboty czy ich kombinację. Możliwa jest też symulacja wszystkich przebiegów pracy – włącznie z analizą ilości energii wykorzystywanej przez urządzenia produkcyjne – by jak najbardziej zoptymalizować proces. Analiza może wykazać, ile części będzie wytwarzanych przez każdy proces, a ty będziesz miał pewność realizacji harmonogramów jeszcze zanim stworzysz fizyczną linię.
Realizacja produkcji: dzięki Digital Twin możesz poprawić realizację produkcji poprzez zlikwidowanie rozdźwięku pomiędzy światem realnym a wirtualnym. Instrukcje produkcyjne przekazywane są bezpośrednio do działu projektowego, gdzie operatorzy mogą je przeglądać wraz z odpowiednimi materiałami wideo. Operatorzy mogą przekazywać informacje z powrotem z hali produkcyjnej (np. na temat luki pomiędzy dwiema śrubami w panelu), podczas gdy inne automatyczne systemy mogą równolegle zbierać dane nt. wyników. Informacje te można wykorzystać do wykrywania ewentualnych różnic pomiędzy projektem a rzeczywistym wyrobem, oraz identyfikacji i usuwania ewentualnych problemów.

Nowy sposób pracy

Korzystanie z kopii Digital Twin, która dokładnie odzwierciedla fizyczny produkt, może pomóc w szybszej identyfikacji problemów, a przez to przyspieszyć produkcję i zredukować koszty w całym łańcuchu produkcyjnym. Masz też wiedzę, czy projekt może zostać zrealizowany. Plan jest zawsze aktualny i zsynchronizowany, strategie działają, a produkcja przebiega zgodnie z oczekiwaniami. Digital Twin pomaga również sprawdzić, jak nowe technologie będą zachowywać się na liniach produkcyjnych, bez narażania się na ryzyko ich zakupu i instalacji, zanim będzie coś wiadomo na temat efektów ich działania. Produkcja przemysłowa, chociaż jest jednym z najbardziej zaawansowanych sektorów na świecie, od długiego czasu wykorzystuje sprawdzone, ale przestarzałe metody planowania produktów i linii produkcyjnych. Nadszedł czas na wprowadzenie ducha innowacji, który gwarantuje skuteczność projektowania, a także planowania i realizacji procesów; nadszedł czas, by spróbować czegoś nowego.

Źródło: Siemens PLM

Najnowsze wiadomości

Customer-specific AI: dlaczego w 2026 roku to ona przesądza o realnym wpływie AI na biznes

W 2026 roku sztuczna inteligencja przestaje być ciekawostką technologiczną, a zaczyna być rozliczana z realnego wpływu na biznes. Organizacje oczekują dziś decyzji, którym można zaufać, procesów działających przewidywalnie oraz doświadczeń klientów, które są spójne w skali. W tym kontekście coraz większe znaczenie zyskuje customer-specific AI - podejście, w którym inteligencja jest osadzona w danych, procesach i regułach konkretnej firmy, a nie oparta na generycznych, uśrednionych modelach.

Czytaj całość

PROMAG S.A. rozpoczyna wdrożenie systemu ERP IFS Cloud we współpracy z L-Systems

PROMAG S.A., lider w obszarze intralogistyki, rozpoczął wdrożenie systemu ERP IFS Cloud, który ma wesprzeć dalszy rozwój firmy oraz integrację kluczowych procesów biznesowych. Projekt realizowany jest we współpracy z firmą L-Systems i obejmuje m.in. obszary finansów, produkcji, logistyki, projektów oraz serwisu, odpowiadając na rosnącą skalę i złożoność realizowanych przedsięwzięć.

Czytaj całość

SkyAlyne stawia na IFS dla utrzymania floty RCAF

SkyAlyne, główny wykonawca programu Future Aircrew Training (FAcT), wybrał IFS Cloud for Aviation Maintenance jako cyfrową platformę do obsługi technicznej lotnictwa i zarządzania majątkiem. Wdrożenie ma zapewnić wgląd w czasie rzeczywistym w utrzymanie floty, zasoby i zgodność, ograniczyć przestoje oraz zwiększyć dostępność samolotów szkoleniowych RCAF w skali całego kraju. To ważny krok w modernizacji kanadyjskiego systemu szkolenia załóg lotniczych.

Czytaj całość

Wykorzystanie AI w firmach rośnie, ale wolniej, niż oczekiwano. Towarzyszy temu sporo rozczarowań

Wykorzystanie sztucznej inteligencji w firmach rośnie, ale tempo realnych wdrożeń pozostaje znacznie wolniejsze od wcześniejszych oczekiwań rynku. Dane pokazują, że z rozwiązań AI korzysta dziś wciąż niewiele przedsiębiorstw, a menedżerowie coraz częściej wskazują na bariery regulacyjne, koszty oraz brak powtarzalnych efektów biznesowych. W praktyce technologia jest testowana głównie w wybranych obszarach, a kluczowe decyzje nadal pozostają po stronie człowieka. Również w firmach, które wdrożyły AI, nierzadko towarzyszą temu rozczarowania.

Czytaj całość

Europejski przemysł cyfryzuje się zbyt wolno – ERP, chmura i AI stają się koniecznością

Europejski przemysł średniej wielkości wie, że cyfryzacja jest koniecznością, ale wciąż nie nadąża za tempem zmian. Ponad 60% firm ocenia swoje postępy w transformacji cyfrowej jako zbyt wolne, mimo rosnącej presji konkurencyjnej, regulacyjnej i kosztowej. Raport Forterro pokazuje wyraźną lukę między świadomością potrzeby inwestycji w chmurę, ERP i AI a realną zdolnością do ich wdrożenia – ograniczaną przez braki kompetencyjne, budżety i gotowość organizacyjną.

Czytaj całość

RAPORT ERP

Katalog rozwiązań IT

Katalog firm

Najnowsze artykuły

5 pułapek zarządzania zmianą, które mogą wykoleić transformację cyfrową i wdrożenie ERP

Dlaczego jedne wdrożenia ERP dowożą korzyści, a inne kończą się frustracją, obejściami w Excelu i spadkiem zaufania do systemu? Najczęściej decyduje nie technologia, lecz to, jak organizacja prowadzi zmianę: czy liderzy biorą odpowiedzialność za decyzje czy tempo jest dopasowane do zdolności absorpcji oraz czy ludzie dostają klarowność ról i realne kompetencje. Do tego dochodzi pytanie: co po go-live - stabilizacja czy chaos w firmie? Poniżej znajdziesz 5 pułapek, które najczęściej wykolejają transformację i praktyczne sposoby, jak im zapobiec.

Czytaj całość

SAP vs Oracle vs Microsoft: jak naprawdę wygląda chmura i sztuczna inteligencja w ERP

Wybór systemu ERP w erze chmury i sztucznej inteligencji to decyzja, która determinuje sposób działania organizacji na lata — a często także jej zdolność do skalowania, adaptacji i realnej transformacji cyfrowej. SAP, Oracle i Microsoft oferują dziś rozwiązania, które na pierwszy rzut oka wyglądają podobnie, lecz w praktyce reprezentują zupełnie odmienne podejścia do chmury, AI i zarządzania zmianą. Ten artykuł pokazuje, gdzie kończą się deklaracje, a zaczynają realne konsekwencje biznesowe wyboru ERP.

Czytaj całość

Transformacja cyfrowa z perspektywy CFO: 5 rzeczy, które przesądzają o sukcesie (albo o kosztownej porażce)

Transformacja cyfrowa w finansach często zaczyna się od pytania o ERP, ale w praktyce rzadko sprowadza się wyłącznie do wyboru systemu. Dla CFO kluczowe jest nie tylko „czy robimy pełną wymianę ERP”, lecz także jak policzyć ryzyko operacyjne po uruchomieniu, ocenić wpływ modelu chmurowego na koszty OPEX oraz utrzymać audytowalność i kontrolę wewnętrzną w nowym modelu działania firmy.

Czytaj całość

Agentic AI rewolucjonizuje HR i doświadczenia pracowników

Agentic AI zmienia HR: zamiast odpowiadać na pytania, samodzielnie realizuje zadania, koordynuje procesy i podejmuje decyzje zgodnie z polityką firmy. To przełom porównywalny z transformacją CRM – teraz dotyczy doświadczenia pracownika. Zyskują HR managerowie, CIO i CEO: mniej operacji, więcej strategii. W artykule wyjaśniamy, jak ta technologia redefiniuje rolę HR i daje organizacjom przewagę, której nie da się łatwo nadrobić.

Czytaj całość

Composable ERP: Przewodnik po nowoczesnej architekturze biznesowej

Czy Twój system ERP nadąża za tempem zmian rynkowych, czy stał się cyfrową kotwicą hamującą rozwój? W dobie nieciągłości biznesowej tradycyjne monolity ustępują miejsca elastycznej architekturze Composable ERP. To rewolucyjne podejście pozwala budować środowisko IT z niezależnych modułów (PBC) niczym z klocków, zapewniając zwinność nieosiągalną dla systemów z przeszłości. W tym raporcie odkryjesz, jak uniknąć pułapki długu technologicznego, poznasz strategie liderów rynku (od SAP po MACH Alliance) i wyciągniesz lekcje z kosztownych błędów gigantów takich jak Ulta Beauty. To Twój strategiczny przewodnik po transformacji z cyfrowego "betonu" w adaptacyjną "plastelinę".

Czytaj całość