Digitale Zwillinge für Industrie 4.0
Bei Baitech führen wir Produktionssimulationsprojekte im Rahmen des Konzepts Industrie 4.0 – Digitaler Zwilling durch.
Replik eines realen Prozesses in einer virtuellen Umgebung
Es gibt keine größere Macht als die, die Zukunft vorherzusagen. Nach turbulenten Zeiten – und wir befinden uns in einer Phase mit bislang unbekannten Auswirkungen – kommen immer die Konjunktive zum Vorschein: Wenn doch … Doch diese Verbformen, wie der Name schon sagt, gehen von einer Bedingung aus, die nicht eingetreten ist; im Nachhinein ist sie leicht zu erkennen, im Moment des Geschehens jedoch nicht. Wie der Volksmund sagt: „Im Nachhinein …“
Im Nachhinein wissen wir alle, was wir hätten tun sollen – aber es nützt nichts mehr, weil wir die Zeit nicht zurückdrehen können. Wir können nicht zurück … aber wir können uns jetzt dem, was passieren könnte, vorausbewegen und unsere Reaktion proben. Das klingt nach Science-Fiction, ist es aber nicht: Es ist eine der vielen Möglichkeiten zur Steigerung der Unternehmenseffizienz, die uns Industrie 4.0 bringt.
DIGITAL TWINS
SIMULATIONEN FÜR PROGNOSEN
Sie werden genutzt, um in der virtuellen Umgebung zu lernen und das Wissen in die reale Umgebung zu übertragen.
Was sind digitale Zwillinge und was ermöglichen sie?
Künstliche Intelligenz ermöglicht es uns, einen Avatar operativer Prozesse zu erstellen, mit dem sich Reaktionen auf komplexe Szenarien erproben lassen. Diese Verbündeten werden digitale Zwillinge genannt und dienen dazu, in der virtuellen Umgebung zu lernen und das Wissen in die reale Umgebung zu übertragen. Sie gelten als disruptive Technologie für die Simulation und Analyse industrieller Prozesse und wurden zudem von der Agentur Gartner als eine der 10 Technologien eingestuft, die die digitale Transformation von Unternehmen und ihren Weg zur Industrie 4.0 vorantreiben werden.
Diese virtuellen Umgebungen ermöglichen es, zu überwachen, Algorithmen zu testen, Stillstände, Ausfallzeiten und vieles mehr zu simulieren – also eine reale Umgebung zu emulieren, die nicht zwingend die aktuelle sein muss, da wir in unserem digitalen Zwilling kritische Entwicklungen durchführen können, wobei wir die Risiken auf null reduzieren.
Digitale Zwillinge sind ein Muss für die Entwicklung eines neuen Prozesses, die Verbesserung eines bestehenden Prozesses oder die Entwicklung neuer Services.
Die in virtuellen Umgebungen – digitalen Zwillingen – gewonnenen Erkenntnisse lassen sich leicht in realen Umgebungen umsetzen.
Beispiele für digitale Zwillinge
Stellen Sie sich vor, wir hätten einen Prüfstand, auf dem wir die unterschiedlichsten Alltagsszenarien eines Unternehmens ganz einfach simulieren können? Digitale Zwillinge ermöglichen es uns, sicher mit verschiedenen Szenarien zu spielen und uns auf zukünftige Situationen vorzubereiten, die unsere Reaktionsfähigkeit auf die Probe stellen können. Was wäre, wenn wir eine Nachfrage bewältigen müssten, die 10 % über meinem Durchschnitt liegt? Hätte ich die Kapazität? Welche Abläufe wären betroffen? Welche Maschinen wären überlastet und welche unterausgelastet?
Und wenn an diesem hypothetischen Tag – zusätzlich zu all den bereits entstandenen Belastungen – eine Maschine ausfällt und wir mit einem Stock-out bei schnell drehenden Teilen konfrontiert sind: Wie lange würde es dauern, mich von diesem verhängnisvollen Tag zu erholen? Und zu welchen Kosten?
Dies ist eine der vielen Situationen, die sich mithilfe digitaler Zwillinge simulieren lassen. Bei Baitech schaffen wir virtuelle Umgebungen, damit Fachexperten nach und nach Szenarien entwickeln können, mit denen sie ihre Einschätzungen, Erfahrungen und Intuitionen testen. Es ist ein „Spiel“, das dem Prozesskenner alle verfügbaren Informationen bereitstellt, um seine Planungsrezepte zu entwickeln.
„Der Übergang von einem analogen Szenario zu einem digitalen Zwilling umfasst Zwischenphasen des Lernens – sowohl für den Nutzer als auch für die Reaktionsalgorithmen.“
Wie Baitech diese Projekte entwickelt und wie unsere Kunden davon profitieren.
Zunächst ist eine allgemeine Analyse des Geschäfts jedes Kunden erforderlich.
Bei Baitech verfügen wir über Berater mit langjähriger Erfahrung in der Analyse und Optimierung von Produktions-, Logistik-, Einkaufs-, Lager-, Transportprozessen usw. …
Als zweite Phase ist die Komplexität des digitalen Zwillings zu bestimmen.
Wir bei Baitech empfehlen grundsätzlich, zunächst Prozesse aus 1 oder 2 Abteilungen einzubeziehen und die Komplexität anschließend schrittweise zu erhöhen.
Dies ist der Teil, in dem sich erneut unsere Business-Experten und Big-Data-Experten zusammenschließen, um digitale Umgebungen zu definieren, die die Realität des Geschäfts abbilden, ohne die Analyse- und Simulationsfähigkeit aus den Augen zu verlieren.
In dieser Phase kommen die „What-if“-Modelle ins Spiel, z. B. Schieberegler zur Simulation zukünftiger Ereignisse oder die Definition der KPIs und Diagramme, die diese virtuelle Umgebung abbilden sollen.
In einer dritten Phase erfolgt die Extraktion, Aufbereitung und das Laden der Daten.
Es werden alle Informationen aus den verschiedenen im Unternehmen vorhandenen Datenbanken verarbeitet, um den digitalen Zwilling nach und nach zu speisen. Dieser gesamte „Schnellkochtopf“ an Daten muss saubere und verlässliche Informationen enthalten, da er bestimmt, was einige unserer Kunden als „Single Source of Truth“ bezeichnen.
In der vierten Phase kommt Künstliche Intelligenz ins Spiel.
In diesem Moment modellieren unsere Mathematiker Algorithmen, die zukünftige Ereignisse vorhersagen, Tausende von Variablen korrelieren und Informationen interpretieren. An diesem Punkt „lehrt“ der Business-Experte den Zwilling, die besten Entscheidungen zu treffen, damit die Algorithmen bei einem unerwarteten Ereignis die geeignetsten „Routen“ vorschlagen, um die Auswirkungen des Ereignisses zu reduzieren. Es geht darum, ein Google Maps zu schaffen, das uns den optimalen Weg zeigt, wenn ein Unfall oder Stau erkannt wird.
Por último, se crean entornos gráficos en los que toda esta información pueda ser fácilmente procesable. Actualmente desde Baitech migramos toda esta inteligencia a Cuadros de Mando o Dashboards en tecnologías como Qlik, Tableau, Power BI e incluso en entornos de SAP BW.
En un futuro próximo (actualmente ya estamos desarrollando pilotos) los gemelos digitales serán majeados en entornos inmersivos, donde la Realidad Virtual y la Realidad Aumentada ayudarán a los expertos de negocio a poder procesar decenas de indicadores y tener una imagen más clara de los ecosistemas complejos que le rodean.
Kurz gesagt: Ein digitaler Zwilling ermöglicht es uns, ohne Risiko mit unserem Geschäft zu „spielen“ und Tausende von Trial-and-Error-Tests durchzuführen, aus denen das Szenario selbst lernt. Diese Entwicklung macht den Unternehmensalltag leichter zu steuern, schafft Zeit, um taktisch und strategisch zu denken, während die Roboter als „Feuerwehr“ fungieren.
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