Vijf manieren om digital twins in te zetten in de productiesector

shutterstock digital twin

De digital twin is een van de snelst groeiende toepassingen van de industriële IoT-technologie. Als een volledige digitale replica van een fysiek object fungeert de twin als centraal punt in de digitale communicatie. Momenteel zegt bijna de helft van de organisaties die met IoT werkt dat ze een digital twin hebben of van plan zijn om deze te gaan gebruiken.

Zonder op al te veel technische details in te gaan, zijn de voordelen van een digitale versie van een fysiek object duidelijk. Je kunt de prestaties van een digitaal object monitoren terwijl je het onder verschillende ­omstandigheden aan stresstesten onderwerpt. Dankzij simulaties kun je voorspellen waar storingen kunnen optreden en waar het productontwerp kan worden verbeterd. En dat alles zonder dat er ook maar enige activiteit in de productie hoeft worden onderbroken of stopgezet.

Gartner schat dat het gebruik van digital twins tegen 2022 zal verdrievoudigen - de mogelijkheden zullen alleen maar toenemen. Maar hoe is de technologie het beste inzetbaar in de productie?

Kwaliteitsmanagement

Continue monitoring van productdata uit IoT-apparaten heeft meer voordelen voor het kwaliteitsmanagement dan steekproefsgewijze inspectie, zoveel is duidelijk. De digital twin kan elk onderdeel van het productie­proces monitoren en modelleren om te achterhalen waar problemen ­kunnen optreden. Maar ook de samenstelling van het product dat wordt gecreëerd kan worden geanalyseerd, om na te gaan of er betere materialen en productieprocessen kunnen worden gebruikt.

Herontwerp van het product

Wanneer je je productlijn wilt uitbreiden of aanpassen met andere producten of kleinere series en runs, dan kan dat eerst worden getest met de digital twin. Zo kun je niet alleen zien hoe een productaanpassing van ­invloed is op het productieproces, maar ook de manier waarop het proces werkt aanpassen op deze verandering. De digital twin kan bijvoorbeeld de productieapparatuur voorzien van specifieke productdata, zodat deze een andere productvariant kan maken zonder dat de productie dagen- of wekenlang wordt onderbroken door een uitgebreide re-tooling.

Virtuele opstart van het systeem

Met behulp van data uit het verleden van vergelijkbare systemen binnen een fabriek is het mogelijk om de prestaties van een nog niet gebouwd systeem te voorspellen. Met de digital twin kun je op basis van deze ­informatie verschillende scenario’s voor de nieuwe apparatuur model­leren en de plekken identificeren waar nieuwe installaties kunnen worden verbeterd ten opzichte van eerdere productiesystemen.

Logistieke planning

Ook de supply chain profiteert van de virtuele dubbelgangers. Je krijgt dankzij de digital twin een veel duidelijker beeld van het materiaalgebruik en kunt het herbevoorradingsproces automatiseren en dus optimaliseren. Wanneer gebruik wordt gemaakt van lean of agile productieprocessen - bijvoorbeeld just-in-time of just-in-sequence productie - kan dit leiden tot een aanzienlijke verhoging van de efficiency.

Productontwikkeling

Virtuele simulaties helpen bij de ontwikkeling van nieuwe producten en varianten daarvan. Data die wordt verzameld door het gebruik van een product kan ook helpen bij het ontwikkelen en verbeteren van versiebeheer. Met een digital twin kun je data uit je productiesysteem combineren met gegevens uit andere bedrijfsapplicaties zoals een ERP-, CRM- of CEM-systeem, zodat je tijdens het herontwerpproces van het product feedback over het gebruik van het product uit de ‘echte’ wereld kunt meenemen.

Productiebedrijven hebben te maken met samengestelde implementaties van honderdduizenden kleinere digital twins. Ze nemen de ecosystemen van digital twins over - dit vereist een zeer effectief beheer.

Met verschillende IoT-standaarden, verschillende soorten digital twins en een groeiende verscheidenheid aan mensen en systemen die verbinding zoeken, is een identiteitsgestuurd IoT-platform de enige oplossing voor de veilige toegang, data-integriteit en uitgebreide beheermogelijkheden die hierbij vereist zijn.

Knorr-Bremse

Treinen vervoeren wereldwijd miljarden passagiers en tonnen vracht per jaar, dus om ervoor te zorgen dat hun remmen goed werken is routineonderhoud niet genoeg. De Knorr-Bremse Groep, fabrikant van remmen en andere onderdelen van treinen, metro’s en bussen, maakt voor het veiliger en efficiënter functioneren van spoorvervoer gebruik van een digital twin. Onderdelen als deze omvatten immers een uitgekiende programmering voor een optimale werking en diagnose.

Door middel van sensoren aan boord verzamelt iCOM (Intelligent Condition Oriented Maintenance) draadloos gegevens van meer dan dertig systemen in een treinwagon, waaronder remmen, deuren, ruitenwissers, verwarming en ventilatie. Deze IoT-sensoren rapporteren voortdurend waarden zoals temperatuur, druk, energieopwekking, gebruiksduur en foutwaarden. iCOM analyseert de gegevens voor aanbevelingen over gepland onderhoud. Dit betekent dat elk prestatieprobleem kan worden gespot voordat het zich kan ontwikkelen tot een ernstig veiligheidsprobleem, dure reparatie of zelfs vervanging. Het opgeleverde voordeel is evident: meer veiligheid, meer uptime, efficiënter energiegebruik en lagere bedrijfskosten voor de spoorwegvloten.

Robert Hoeksema is Director Benelux bij OpenText