Kembar Digital dalam Manufaktur:Kegunaan, Manfaat, dan Tantangan
Infrastruktur kelas perusahaan dapat meningkatkan efektivitas inisiatif kembar digital dan memungkinkan aplikasi inovatif.
Kembar digital memberi produsen cara baru untuk merancang, memantau, dan mengelola produk dan fasilitas. Sementara konsep kembar digital dasar telah ada selama lebih dari satu dekade, pengenalan baru-baru ini dan penggunaan skala luas dari teknologi dan layanan konektivitas seperti Edge Compute, Internet of Things (IoT), dan 5G sekarang membuat kembar digital praktis untuk aplikasi industri. .
Namun, seperti penggunaan teknologi baru apa pun dalam pengaturan komersial, ada tantangan yang harus diatasi, kasus penggunaan untuk didefinisikan, praktik terbaik untuk dipelajari, dan kebutuhan untuk menunjukkan nilai penggunaan kembar digital bagi bisnis. Untuk menyelesaikan masalah ini dan masalah lainnya, RTInsights berdiskusi dengan ToddEdmunds, Director Industrial IoT and Edge Strategy di Dell Technologies.
Kami mengeksplorasi mengapa ada minat besar pada kembar digital untuk manufaktur, membahas teknologi yang memungkinkan, kasus penggunaan, hambatan, dan bagaimana memulai menggunakan kembar digital.
Lihat Juga: Pusat Komputasi Tepi dan 5G
Manufaktur Digital Twinsin
RTInsights: Apa itu kembar digital, dan mengapa tertarik untuk menggunakannya dalam manufaktur?
Edmunds: Kembar digital adalah salinan virtual dari objek, sistem, atau organisasi fisik yang sebenarnya. Dan ketika Anda menggabungkannya dengan data waktu nyata, mereka dapat memberikan wawasan berharga tentang pengoperasian objek, sistem, atau organisasi itu. Di bidang manufaktur, mungkin ada beberapa jenis kembar digital yang berbeda, tetapi industri masih mencoba untuk menyepakati apa yang harus disebut dengan mereka. Mari kita mulai dengan kembar digital operasional. Digitaltwins operasional memungkinkan Anda bertanya dan menjawab pertanyaan, apa yang terjadi sekarang? Misalnya, apa yang terjadi dengan robot di pabrik saya. Dengan jenis kembaran digital ini, pabrikan juga dapat mengajukan pertanyaan:Apa yang harus saya lakukan di pabrik saya sekarang? Haruskah saya melakukan pemeliharaan prediktif pada robot ini? Bagaimana cara menggunakan kembaran digital tersebut untuk melihat metrik kualitas jangka panjang yang terkait dengan produk yang saya produksi?
Lalu ada generasi kembar digital berikutnya, yang merupakan kembaran simulasi tingkat tinggi. Ini memungkinkan Anda bertanya dan menjawab pertanyaan, bagaimana jika? Bagaimana jika saya meningkatkan kecepatan saluran saya 25 persen? Akankah robot dan aset lain di lini produksi itu gagal sebelum waktunya? Dan jika demikian, apakah akan bermanfaat untuk melakukan itu karena saya bisa mendapatkan lebih banyak produksi dari pabrik saya sekarang, menghasilkan margin keuntungan yang lebih tinggi meskipun biaya perbaikan meningkat? Kembar digital komprehensif generasi berikutnya ini memiliki kemungkinan yang hampir tak terbatas di Industri 4.0, manufaktur cerdas, dan aplikasi IoT industri.
Jika Anda memiliki kembaran digital yang tepat dan infrastruktur yang tepat untuk menampung kembaran digital itu, hampir setiap kasus penggunaan Industri 4.0, semua efisiensi yang dapat Anda wujudkan dengan inisiatif manufaktur pintar terbaru, dapat digabungkan ke dalam penerapan kembaran digital tersebut. Di sinilah nilai sebenarnya masuk – solusi tunggal yang menggabungkan pemeliharaan prediktif, visibilitas pabrik, analitik, dan kecerdasan buatan, dan bahkan augmented reality dan virtual reality. Bayangkan seorang manajer pabrik dapat secara virtual berjalan di sekitar lantai produksi dan segera melihat apa yang terjadi di seluruh pabrik dan bahkan di dalam setiap peralatan seperti robot atau mesin.
MengaktifkanTeknologi
RTInsights: Teknologi pendukung apa yang diperlukan untuk memanfaatkan kembaran digital?
Edmunds: Komputasi tepi – membawa kekuatan komputasi lebih dekat ke tempat data diproduksi dan diproses – adalah topik hangat saat ini di seluruh industri saat ini karena organisasi berupaya membuat keputusan lebih cepat dan mengurangi pengeluaran cloud mereka. Ini juga merupakan cara yang efisien untuk menerapkan teknologi yang dibutuhkan untuk kembar digital. Khusus untuk manufaktur dan industri, ada dua jenis edge computing yang sangat membantu dalam penerapan digital twins.
Yang pertama adalah komputasi di depan industri . Keunggulan industri mencakup perangkat keras yang diletakkan di lantai pabrik dan dapat beroperasi pada suhu ekstrem, getaran tinggi, lingkungan kasar yang Anda temukan di sebagian besar fasilitas manufaktur. Komputasi tepi industri digunakan untuk menghubungkan dan menarik data dari perangkat lantai pabrik yang tidak membagikan datanya dengan mudah. Misalnya, robot kembar digital membutuhkan aliran data status real-time yang konstan untuk menjaga akurasi dan nilai operasionalnya. Perangkat komputasi Industrialedge akan digunakan untuk menyerap dan memproses informasi kontrol, sensor, dan lingkungan yang relevan.
Jenis edge computing kedua yang penting untuk ini adalah enterprise edge . Kadang-kadang disebut sebagai edge yang tebal, ini adalah infrastruktur komputasi, penyimpanan, dan jaringan di tempat, tingkat perusahaan yang diperlukan untuk menangani data dan beban kerja yang diperlukan untuk mengimplementasikan kembaran digital yang sebenarnya. Ketika Anda memikirkan tentang ratusan atau ribuan aset lantai pabrik di sebuah pabrik besar, tidak mungkin semua data yang diperlukan untuk mengimplementasikan banyak kembaran digital akan disimpan secara eksklusif di cloud. Persyaratan bandwidth, batasan latensi, kebijakan keamanan, volume data, masalah kedaulatan, dan biaya besar untuk mentransfer semua data tersebut ke dan dari cloud semuanya akan terlalu mahal.
Jadi, infrastruktur tingkat perusahaan di tempat akan menjadi penting untuk menangani data dan beban kerja untuk banyak digital twins yang akan ada di pabrik. Dan saat Anda menambahkan 5G, dan konektivitas Wi-Fi6 yang akan datang, jenis arsitektur komputasi edge terdistribusi ini membuatnya lebih mudah untuk memanfaatkan dan memanfaatkan aliran informasi baru yang dimungkinkan oleh teknologi baru ini.
Manfaat DigitalTwin
RTInsights: Bagaimana kembar digital digunakan dalam manufaktur, dan apa manfaatnya?
Edmunds: Ada tiga kategori besar, dan saya akan memberi Anda beberapa contoh di bagian akhir. Pertama, kembar digital dapat memberikan wawasan tentang desain dan rekayasa ujung-ke-ujung dari suatu produk. Pabrikan dapat membuat lingkungan pengembangan produk virtual yang menyimpan semua informasi tentang produk di satu tempat, yang dapat memecahkan masalah silo data yang biasanya ada di organisasi manufaktur.
Kegunaan lain untuk kembaran digital di bidang manufaktur adalah untuk memberikan wawasan tentang status dan kondisi terkini dari aset produksi bernilai tinggi. Anda dapat menggunakan kembaran digital untuk memantau dan bereaksi terhadap status dan tren real-time dari aset dan bagaimana pengaruhnya operasi pabrik secara keseluruhan. Dengan menerapkan analitik dan AI, kembaran digital dapat digunakan untuk memprediksi kapan aset mungkin gagal selama produksi dan menjadwalkan pemeliharaan selama waktu henti normal sebelum memengaruhi metrik throughput.
Dan kemudian ada penggunaan generasi berikutnya, kategori ketiga dari kembaran digital, yang memberi Anda wawasan tentang keputusan masa depan. Kembar digital semacam itu akan menerapkan AI dan analitik tingkat tinggi untuk mengoptimalkan fungsionalitas aset Anda. Mereka juga akan mengurangi biaya, waktu pemeliharaan, dan waktu henti. Misalnya, McLaren, tim balap Formula Satu (F1) yang terkenal, mampu mengurangi waktu untuk membuat mobil balap F1 mereka dari yang biasanya 42 bulan menjadi 24 bulan menggunakan kemampuan digitaltwin. Menerapkan teknologi kembar digital yang sama, mereka juga mampu mengembangkan hypercar P1 produksi mereka dalam waktu setengah dan dengan setengah biaya standar industri biasa.
Contoh lain sedang dikembangkan untuk militer AS menggunakan kembar digital untuk membangun iterasi yang berbeda dari kendaraan militer untuk mengoptimalkan dan menguji kemampuan bertahan kendaraan tersebut. Teknologi kembar digital memungkinkan simulasi bagaimana kendaraan dapat melakukan ratusan atau ribuan skenario serangan yang berbeda dan mensimulasikan terkena berbagai jenis peraturan, di beberapa lokasi. Menggunakan kembaran digital memungkinkan mereka membangun kendaraan yang jauh lebih aman dan lebih tahan lama.
Tantangan Kembar Digital
RTInsights: Apa tantangan saat menerapkan dan menggunakan kembar digital?
Edmunds: Kembar digital membutuhkan infrastruktur tingkat perusahaan untuk menangani data dan beban kerja. Infrastruktur perusahaan itu perlu dirancang seputar keamanan, skalabilitas, dan keandalan. Begitu Anda mulai melihat nilai data kembar digital, keandalan dan skalabilitas akan menjadi kunci, dan itu membutuhkan investasi di infrastruktur yang tepat di awal. Itu mengarah pada kebutuhan untuk mengidentifikasi inisiatif kembar digital bernilai tertinggi dan mengukur ROI untuk membenarkan nilai penerapan arsitektur yang paling efisien. Dengan begitu, kembaran digital dapat diimplementasikan dengan benar pada awalnya dan dengan infrastruktur tingkat perusahaan yang tepat yang diperlukan untuk penskalaan.
Tantangan lain adalah bahwa kembaran digital saat ini berada dalam fase yang cukup baru, sebuah konsep yang cukup baru. Ada kembar digital selama beberapa dekade, tetapi mereka tidak benar-benar sampai pada titik di mana kita melihat replika yang tepat dari keseluruhan sistem, sistem sistem, atau aset di lantai pabrik. Di situlah industri menuju, di mana beberapa perusahaan papan atas berlomba untuk membangun perangkat lunak dan membangun aplikasi yang dapat mengimplementasikan kembaran digital sejati itu. Belum ada seorang pun di sana. Ada banyak perusahaan yang sangat bagus di luar sana dan aplikasi yang sangat bagus yang dapat menangani berbagai bagian ekosistem kembar digital ini. Namun belum ada solusi tunggal ujung ke ujung untuk kembaran digital.
Memulai Digital Twins
RTInsights: Bagaimana perusahaan mulai menggunakan kembar digital?
Anda harus melihat nilainya, tujuan yang ingin Anda peroleh dari kembaran digital, dan siap untuk berinvestasi dalam infrastruktur. Anda tidak harus memulai dengan infrastruktur lengkap dari ujung ke ujung untuk mewujudkannya. Namun, infrastruktur harus dirancang agar mampu menskalakan secara luas dan mendalam untuk menangani data dan beban kerja komputer yang diperlukan untuk menciptakan kembaran digital dengan cara mewujudkan laba atas investasi.
Jadi, Anda dapat memulai dari yang kecil dengan implementasi kembar digital awal. Infrastruktur yang tepat akan memungkinkan Anda menambahkan beberapa kembaran digital di atasnya dan menskalakan ke ratusan atau bahkan ribuan kembaran digital yang berbeda dari setiap jenis yang mungkin.
Cara lain untuk memulai adalah dengan terlibat dalam ekosistem digitaltwin yang sedang berkembang pesat. Salah satu yang terbaik adalah Digital Twin Consortium. DigitalTwin Consortium adalah organisasi kolaboratif yang mendorong inovasi teknologi digitaltwin dan didirikan oleh Dell Technologies, Ansys, GE, Microsoft dan Lendlease, dan mencakup beberapa pemain teknologi terkemuka di dalam dan di luar industri IoT dan industri 4.0. Konsorsium Kembar Digital memiliki kelompok kerja manufaktur, serta kelompok yang berfokus pada industri untuk infrastruktur dan bangunan, sumber daya alam, serta kedirgantaraan dan pertahanan. Konsorsium terbuka bagi siapa saja yang ingin bergabung. Bergabung adalah cara yang bagus untuk belajar tentang kembar digital dan apa yang dilakukan perusahaan lain dengan kembar digital dan membentuk masa depan terminologi, teknologi, dan taksonomi untuk kembar digital dan apa yang bisa mereka lakukan.
