Digital Twin:Menutup Loop dari Operasi ke Desain

Kekuatan teknologi kembar digital diperkuat ketika model untuk perangkat diskrit digabungkan ke dalam tampilan operasi tingkat sistem.

Adopsi Industrial IoT (IIoT) dalam skala luas mendorong minat pada teknologi kembar digital. IIoT menyatukan perangkat cerdas dan analitik yang terhubung dengan cara yang memungkinkan organisasi untuk memantau, mengumpulkan, bertukar, menganalisis, dan memberikan wawasan baru yang berharga tentang sistem dan proses mereka. Wawasan ini dapat membantu mendorong keputusan bisnis yang lebih cerdas dan lebih cepat.

Ketika sistem fisik dipasangkan dengan representasi digital, wawasan yang diperoleh dapat memberikan manfaat tambahan bagi produsen dalam berbagai aspek operasi mereka, yang mencakup berbagai aspek mulai dari manufaktur cerdas hingga optimalisasi rantai pasokan hingga inovasi produk atau layanan.

Ketertarikan pada teknologi kembar digital sedang booming di banyak industri. Pasar, senilai $3,1 miliar pada tahun 2020, diperkirakan akan mencapai $48,2 miliar pada tahun 2026, mewakili tingkat pertumbuhan tahunan gabungan (CAGR) sebesar 58% dari tahun 2020 hingga 2026. Pertumbuhan tersebut disebabkan oleh antisipasi penggunaan kembar digital untuk desain, simulasi, MRO (pemeliharaan, perbaikan, dan perbaikan), produksi, dan layanan purna, menurut MarketsandMarkets. Perusahaan industri diperkirakan akan mengalami pertumbuhan tinggi dalam solusi kembar digital saat mereka keluar dari pandemi. Banyak yang mengadopsi solusi seperti itu untuk operasi end-to-end mereka guna meminimalkan kerugian akibat pandemi.

Area aplikasi kembar digital industri yang luas

Model kembar digital menggunakan data dari perangkat IoT dan sensor lainnya untuk menilai status perangkat atau peralatan. Wawasan yang diperoleh dalam model ini dapat digunakan dalam beberapa cara, termasuk:

Kembar operasional: Dalam banyak kasus, masalah peralatan disebabkan oleh penggunaan yang salah. Misalnya, perangkat mungkin beroperasi di luar kisaran suhu atau tekanan normal, atau mungkin bekerja pada kecepatan yang lebih tinggi dari yang direkomendasikan. Jika tidak ditangani, masalah tersebut dapat berdampak pada perangkat itu sendiri, mungkin menyebabkan kerusakan yang tidak terduga atau kerusakan yang agresif. Menggunakan kembaran digital bagian tersebut, analisis data status perangkat saat ini dapat membantu mengidentifikasi kondisi operasi di luar spesifikasi tersebut. Simulasi dapat membantu mengeksplorasi apakah mendorong kinerja perangkat atau menjalankannya di lingkungan saat ini tidak apa-apa. Jika tidak, perubahan dapat dilakukan untuk mengoptimalkan kinerja perangkat saat ini di lingkungan kerja.

Kembar prediktif: Kembar digital dapat digunakan untuk melakukan analisis bagaimana-jika. Misalnya, produsen mungkin melihat trade-off:Jika meningkatkan kecepatan, perangkat beroperasi pada, apa input perbaikan langsung. Dan kemudian, gunakan simulasi yang sama untuk mengetahui dampak peningkatan kecepatan itu pada peralatan. Apakah perlu servis lebih sering? Apakah itu akan gagal lebih cepat? Analisis biaya kemudian dapat dilakukan dengan membandingkan peningkatan pendapatan bersih dalam peningkatan produksi dengan menjalankan perangkat pada tingkat yang lebih tinggi versus peningkatan biaya pemeliharaan peralatan atau penggantiannya lebih sering.

Loopback ke desain dan pemasaran produk: Tim desain produk mungkin menggunakan data yang dikumpulkan tentang peralatan yang digunakan di lapangan untuk meningkatkan atau mengubah produk atau menambahkan fitur baru berdasarkan penggunaan saat ini. Apakah kinerjanya lebih baik dari yang diharapkan? Mungkin, versi yang lebih ekonomis sudah cukup. Demikian pula, ternyata perangkat di lingkungan tertentu mengungguli spesifikasi yang disebutkan. Pemasaran dan penjualan mungkin berbagi informasi itu dengan pelanggan lain di lingkungan yang sama.

Kembar digital yang terhubung: Kekuatan teknologi kembar digital diperkuat ketika model untuk perangkat diskrit digabungkan ke dalam tampilan operasi tingkat sistem. Misalnya, dalam penerbangan, pabrikan mungkin memiliki perwakilan kembar digital individu dari berbagai komponen mesin dan model yang memungkinkan mereka mensimulasikan dan mengamati bagaimana elemen-elemen ini bekerja bersama. Bangunan pintar sering kali menggunakan kombinasi ruang pintar, elevator pintar, sistem HVAC pintar, dan banyak lagi untuk memperoleh manfaat sinergis ketika pengembang atau pemilik gedung dapat memahami bagaimana sistem ini dapat saling melengkapi dan bekerja sama.

Model dan kembar tingkat sistem

Kembar digital yang terhubung di bidang manufaktur dapat mengambil dua jalur. Salah satunya adalah fokus pada bagaimana peralatan yang kompleks beroperasi dengan mengintegrasikan model bagian-bagian yang membentuk sistem. Model seperti itu setara dengan pembuatan mesin pesawat yang mensimulasikan seluruh mesin dari model bagian-bagiannya.

Produsen dapat mengumpulkan wawasan real-time dari dalam sistem-sistem untuk memudahkan para insinyur menemukan interdependensi yang tersembunyi dan merekomendasikan langkah-langkah untuk mengkalibrasi ulang peralatan. Wawasan yang diperoleh tentang bagaimana peralatan beroperasi di lingkungan sebenarnya dapat digunakan oleh para insinyur dan tim pemeliharaan untuk melakukan penyesuaian dan mengoptimalkan kinerja peralatan.

Area perhatian lainnya adalah simulasi dan pemodelan proses manufaktur di mana kembar dibuat untuk peralatan berbeda yang digunakan pada lini produksi. Misalnya, jalur perakitan yang kompleks mungkin mencakup kembaran digital dari sistem robotika yang menempatkan item pada ban berjalan, satu lagi untuk amill, satu lagi untuk alat las, dan banyak lagi.

Kembar digital komposit dengan elemen-elemen ini akan memungkinkan pabrikan mendapatkan wawasan yang lebih dalam tentang proses ujung ke ujung. Penyesuaian dapat dilakukan dalam model virtual untuk melihat dampak perubahan pada produk jadi, tingkat produksi, kualitas, dan lainnya.

Dalam perjalanan menuju Industri 4.0

Teknologi konektivitas dan data yang dikumpulkan sangat penting bagi produsen peralatan atau perangkat untuk berpartisipasi dalam inisiatif industri masa depan seperti Industri 4.0. Inisiatif manufaktur cerdas dapat menggabungkan visibilitas pabrik, pemeliharaan prediktif, pemodelan, dan simulasi untuk mendapatkan wawasan waktu nyata tentang bagaimana peralatan beroperasi sekarang, bagaimana operasinya dapat ditingkatkan, dan bagaimana hal itu memengaruhi indikator kinerja utama ujung ke ujung.