Digital Twin Dijelaskan: Mempercepat Inovasi dan Menghemat Biaya

Meskipun konsep 'digital twin' sudah ada selama sekitar 30 tahun, kemungkinan besar prediksi awal tidak dapat meramalkan di mana teknologi ini...

Misalnya, musim semi ini, America's Cup ke-36 dijadwalkan untuk memamerkan kapal mono-hull AC75 yang super cepat dan space-age. Dalam percobaan, teknologi digital twin digunakan oleh satu tim untuk meniru performa pelaut dalam kapal AC75 baru; sebuah prestasi yang secara radikal mempercepat pengembangan prototipe dibandingkan metode pengujian sebelumnya.

Kini diterapkan di area seperti perencanaan kota, perawatan kesehatan, dan desain otomotif, digital twinning juga memiliki potensi besar untuk sektor manufaktur - membantu dalam pencarian berkelanjutan untuk keselamatan yang ditingkatkan, produktivitas yang lebih baik, dan efisiensi yang lebih besar.

Detail ada di Data

Mengingat status baru yang ditemukan, istilah 'digital twins' telah menjadi sesuatu yang seperti istilah umum untuk berbagai aliran inovasi teknis terkait. Realitas terkembang, antarmuka pengguna yang ditingkatkan dan pemodelan 3D - untuk menyebut beberapa.

Selain itu, kita juga memiliki ide 'digital thread'. Ini merujuk pada kerangka komunikasi yang memungkinkan alur data terhubung dan tampilan terintegrasi data aset selama siklus hidupnya. Sebagai catatan dari siklus hidup produk atau sistem, dari penciptaan hingga penghapusan, digital thread memungkinkan wawasan di seluruh fungsi yang terisolasi secara tradisional.

Dan meskipun benar bahwa inovasi ini mungkin semuanya melibatkan fungsionalitas terkait, inti dari digital twinning yang sejati terletak pada data - murni dan sederhana. Digital twin, dalam esensi, adalah generasi atau pengumpulan data digital yang mewakili objek fisik secara waktu nyata.

Mengaitkan ini dengan manufaktur, dan jika kita secara hipotesis mengaitkan komponen intinya dengan karakteristik manusia: peralatan operasional akan menjadi otot, konektivitas akan menjadi sistem saraf - dan, digital twin - itulah otak.

Dan, seperti yang kita gunakan secara intuitif kemampuan otak untuk mengingat, mencatat, menganalisis, memproses, dan memprediksi di dunia nyata, demikian pula digital twinning dapat menganalisis data yang dikumpulkan untuk melakukan hal yang sama di dunia digital. Di dunia manufaktur, input data yang berkontribusi pada digital threading dan digital twinning mengoptimalkan fungsi operasional, yang membantu untuk meningkatkan throughput dan meningkatkan efisiensi.

Pabrik Sadar

Di manufaktur, di mana hingga 90% data pabrik waktu nyata tidak digunakan, digital twinning memberikan dasar yang kuat untuk pemanfaatan informasi yang lebih baik untuk wawasan proses.

Dari pengalaman di pabrik 'conscious factory' kami di Oulu, kami memiliki pengetahuan langsung tentang memanfaatkan intelijen yang tertanam dalam peralatan operasional untuk menilai wawasan ini melalui digital twinning.

Misalnya, pemantauan lingkungan produksi. Di sini, dengan memanfaatkan berbagai sumber data, deviasi kelembaban dan suhu dapat diamati dengan alarm otomatis yang dipicu untuk mengidentifikasi di mana penyesuaian atau pemeliharaan mungkin diperlukan.

Digital twinning juga menyediakan analitik proses waktu nyata otomatis di seluruh mesin dan sumber data yang terhubung, yang mempercepat deteksi dan koreksi kesalahan. Dan, dengan pemantauan proses rangkaian, juga secara waktu nyata, status dan kemajuan setiap sel robot dapat dilihat kapan saja dari antarmuka pengguna pusat, dengan tingkat visibilitas hingga ke produk individual.

Infrastruktur Penting

Tentu saja, ada persyaratan infrastruktur yang diperlukan untuk membuat tingkat wawasan ini menjadi kenyataan.

Intelijen tertanam adalah persyaratan pertama untuk digital twin. Internet of Things (IoT) secara harfiah meledakkan jumlah sensor di fasilitas manufaktur. Dan peningkatan ini dalam kemampuan menghasilkan data semakin banyak ditanam dalam peralatan produksi pada tahap desainnya. Kemampuan untuk memproses dan menyatukan data juga harus dicocokkan dengan pengetahuan analitik di atas yang dapat memahami apa yang dihasilkan.

Konektivitas yang fleksibel dan kuat yang benar juga sangat penting. Ini biasanya berarti konektivitas tingkat industri yang melebihi performa Wi-Fi. Semakin banyak produsen beralih ke jaringan nirkabel pribadi 4G/LTE dan 5G untuk menyediakan tingkat keandalan, keamanan, dan lebar pita tinggi yang diperlukan untuk teknologi operasional yang haus data.

Sebagai bagian dari perjalanan digitalisasi dan Industri 4.0 mereka, produsen juga melihat kecerdasan buatan (AI), pembelajaran mesin, otomatisasi, dan intelijen terkembang. Namun, semua kemampuan yang mencolok ini membutuhkan satu kebutuhan konektivitas yang menonjol: latensi rendah.

Waktu Nyata dan Terhubung

Dengan segi ini, 4G/LTE adalah standar minimum konektivitas nirkabel yang diperlukan untuk menyediakan jenis latensi rendah dan waktu respons cepat yang membuat digital twin efektif - mengirimkan data secara instan dan memungkinkan respons operator segera. Ini menyoroti kebutuhan untuk memproses data dengan kecepatan kilat, yang membuat edge computing menjadi harus dimiliki.

5G menjanjikan yang lebih besar bagi manufaktur, seiring berkembangnya standar dan ekosistem pendukung. Dengan standar 5G yang sedang dikembangkan, rilis berikutnya akan menampilkan kemampuan baru seperti komunikasi sensitif waktu. Ini akan memberikan sinkronisasi komunikasi dan kontrol yang lebih ketat antara perangkat serta penempatan dan lokalisasi yang ditingkatkan.

Selainnya, interkoneksi sistem harus dipertimbangkan; menyoroti kebutuhan untuk berkomunikasi dan mengintegrasikan di seluruh berbagai standar dan protokol yang digunakan di fasilitas produksi. Di sini, konektivitas jaringan perlu menyediakan jenis 'pertukaran data' yang sederhana dan terstruktur, dengan konektor industri yang beroperasi sebagai bagian penting dari persamaan yang membuat sistem berbicara satu sama lain secara efektif.

Keuntungan

Dengan vendor sekarang segera mengatasi persyaratan infrastruktur ini, potensi keuntungan bagi produsen adalah signifikan. Otomatisasi proses pendukung, pelaporan waktu nyata, performa pabrik yang ditingkatkan, jaminan kualitas yang unggul, dan waktu respons cepat semuanya dibuat mungkin oleh digital twinning dari apa yang terjadi di lantai pabrik.

Pendekatan digital twin menyediakan cara yang luar biasa bagi produsen untuk secara fleksibel memodelkan cara mengonfigurasi alur kerja dan sumber daya sebagai respons terhadap permintaan produk dan saluran pesanan yang berubah.

Dan meskipun digital twin dapat memungkinkan kita untuk melakukan banyak hal, mereka tidak mengganti sentuhan manusia. Tujuan Industri 4.0 harus untuk memperkaya intelijen manusia, bukan menggantikannya. Digital twin memperkaya wawasan manusia ke dalam proses manufaktur, dan berpendapat, mereka dapat membuat 'plain sailing' tidak hanya dari America's Cup, tetapi juga untuk penggunaan data untuk mengidentifikasi di mana industri dapat mencapai keuntungan keselamatan, produktivitas dan efisiensi.

 Manufacturing | Nokia Networks