AI & IoT Membakar Digital Twin untuk Rantai Pasok yang Lebih Cerdas

21 Agustus 2021

Sumber: AI Trends

Kombinasi IoT dan machine learning yang tumbuh bersamaan menyebabkan kenaikan penggunaan digital twin dalam rantai pasokan, sebagai replika digital yang dapat digunakan untuk berbagai tujuan. Koneksi dengan model fisik dan model virtual yang sesuai dibentuk dengan menghasilkan data real-time menggunakan sensor.

Digital Twin Consortium, yang diluncurkan pada Agustus sebagai program dari Object Management Group, sedang bekerja untuk mendefinisikan taksonomi dan standar serta teknologi enable termasuk AI dan simulasi. Insinyur tertarik pada pekerjaan ini. Anggota pendiri termasuk Ansys, Dell, GE, Lendlease, Microsoft dan Northrop Grumman.

“IoT dan ML adalah bahan baku dan alat — wawasan ada di repositori tempat kita memodelkan proses dan menciptakan konteks. Meskipun ini mungkin adalah database atau data lake, contoh yang paling menarik bagi saya adalah digital twin,” tulis Scott Lundstrom, analis yang fokus pada persimpangan AI, IoT dan Rantai Pasokan, di blog-nya, Supply Chain Futures.

Digital twin dalam rantai pasokan memungkinkan perbandingan antara data kinerja saat ini dan historis, di mana pun sensor berada. Ini bisa menjadi komponen seperti termostat, aset seperti truk atau mesin, karyawan seperti teknisi pelayanan, atau proses, seperti dalam manufaktur. “Sebagian dari kemampuan digital twin didorong oleh kompleksitas ini dari memiliki model dari model untuk menggambarkan aset, proses, dan sistem yang kompleks,” tulis Lundstrom.

Dalam rantai pasokan, model digital twin dapat mencakup item yang dikemas dalam kontainer, bergerak melalui dunia fisik ke distributor dan pelanggan. Model dapat mewarisi data dari proses yang menciptakan produk di satu ujung rantai, dan memberitahu model pelanggan di ujung lainnya.

“Rantai pasokan dan aset manufaktur hanyalah awal. Seiring teknologi ini semakin dipahami, dan penerapan menjadi lebih mudah, penggunaan akan tumbuh ke ruang yang semakin kompleks. Sudah ada pengembangan digital twin dalam ilmu kehidupan untuk mendukung pemodelan biologi sistem organ kompleks seperti jantung manusia,” tulis Lundstrom. (Lihat “Virtual Twins: Their Roles in Healthcare, Drug Discovery and Pandemic Response,” di BioITWorld.)

Idealnya untuk rantai pasokan, yang ditandai dengan banyak use case kompleks dan multi-model, digital twin yang inklusif dapat memiliki pandangan seluruh rantai pasokan dari pemasok pemasok hingga pelanggan pelanggan. Pemahaman tentang status dan riwayat aset dan proses memungkinkan alat machine learning untuk dimasukkan ke dalam persamaan untuk mengeksekusi simulasi, optimasi, dan kemampuan prediktif ke model, menurut Lundstrom.

“Untuk merealisasikan manfaat dari peluang luar biasa ini kita memerlukan standar, taksonomi yang disepakati, dan alat serta platform pengembangan komersial untuk pasar ini berkembang,” katanya. “Komunitas pemasok bereaksi terhadap peluang ini, dan banyak praktisi dari pasar PLM [manajemen siklus hidup produk], IoT, dan analitik/data science mulai berfokus untuk menyelesaikan beberapa standar dasar ini.”

Penyedia platform besar sedang bergerak maju dengan alat dan penawaran platform as a service (PaaS) untuk mencoba memenangkan pangsa dan mengembangkan standar “de facto”. Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform (GCP), Predix Platform dari GE, IBM dan Microsoft semuanya membangun ekstensi ke alat dan platform IoT yang ada untuk menambahkan dukungan untuk penciptaan digital twin.

Lundstrom menyebut Microsoft’s Azure Digital Twins sebagai salah satu tawaran awal yang lebih lengkap. Ditampilkan di acara Microsoft Build 2020, yang diadakan secara virtual pada Mei, rilis pratinjau mendukung bahasa definisi Digital Twin baru (DTDL) berdasarkan implementasi JSON-LD (JavaScript Object Notation for Linked Data).

“Dengan memanfaatkan JSON-LD, kerangka objek yang diterima luas dan sederhana, Microsoft mendukung standar terbuka dari awal,” tulis Lundstrom. “Ini adalah persyaratan kunci saat pengguna mulai memahami bahwa digital twin memerlukan pendekatan berorientasi objek terbuka untuk mendukung persyaratan pewarisan, dan beberapa instance dalam menciptakan model multitier yang kompleks yang portabel dan mendukung penggunaan platform cloud dan kerangka AI yang tersedia luas.”

Apakah Digital Twin Rantai Pasok Hanyalah Tren Lain?

Apakah digital twin rantai pasokan hanyalah tren lain, tanya sebuah posting blog di situs River Logic, pemasok teknologi analitik preskriptif untuk optimasi rantai pasokan menggunakan digital twin. Berdiri sejak 2000 di Dallas, perusahaan menawarkan aplikasi siap pakai dengan pengetahuan perencanaan bisnis dan optimasi.

Perangkat lunak simulasi dan pemodelan memungkinkan organisasi untuk menciptakan digital twin rantai pasokan yang realistis dan dapat diverifikasi dari rantai pasokan mereka. Teknik penambangan data bersama dengan input dari sensor Internet of Things (IoT) memungkinkan data real-time diinput ke dalam model. Model dapat memantau dan menentukan apa yang terjadi di dunia nyata dan merencanakan tindakan korektif yang sesuai.

Studi Gartner tentang implementasi IoT pada Juli 2018 menunjukkan bahwa 13% perusahaan yang bekerja dengan proyek IoT sudah memiliki digital twin, sementara 62% lagi sedang bekerja menuju penerapannya. “Sepertinya digital planning twins lebih dari sekadar tren,” posting River Logic menyatakan.

Insinyur pada tahun 1970 dan ‘80 menggunakan model CAD tiga dimensi dari peralatan teknik yang kompleks untuk melakukan virtual walkthrough. Seiring kemajuan teknologi CAD, menjadi mungkin untuk mewakili stres fisik, sehingga memungkinkan pengujian stres virtual. Hari ini memungkinkan untuk membangun model digital “hampir sempurna” dari peralatan nyata, seperti pesawat, kendaraan otonom dan peralatan bor, dan dengan memasukkan data nyata, seperti beban statis dan dinamis yang dialami saat keberangkatan pesawat, untuk mengukur performa.

“Dengan cara ini, memungkinkan untuk mensimulasikan dunia nyata dan menembus jurang antara lingkungan fisik dan digital kami,” River Logic menyatakan. Beberapa pengalaman perusahaan dengan digital twin disorot di situs web River Logic.

Digital Twin Gudang di Pasifik-Asia Dibangun oleh DHL Supply Chain

DHL Supply Chain membangun digital twin pertama-nya dari gudang di Pasifik-Asia untuk Tetra Pak, perusahaan multinasional pengemasan dan pengolahan makanan yang bermarkas di Swiss. Digital twin disuplai dengan data real-time secara konsisten dari gudang fisik di Singapura, yang DHL kembangkan untuk diintegrasikan ke dalam rantai pasokan, menurut kisah di majalah Supply Chain.

“Implementasi bersama dari solusi digital seperti ini untuk meningkatkan aktivitas gudang dan transportasi Tetra Pak adalah contoh yang luar biasa dari gudang pintar masa depan,” kata Gillet Jerome, CEO, DHL Supply Chain Singapura, Malaysia, Filipina. “Ini memungkinkan operasi rantai pasokan yang cepat, hemat biaya dan dapat diskalakan.”

Di gudang, Control Tower DHL melacak barang masuk dan keluar untuk memastikan semua barang disimpan dengan benar dalam 30 menit setelah penerimaan. Truk masuk dilengkapi dengan teknologi IoT. Solusi penyimpanan pintar yang dikembangkan oleh Tetra Pak melacak dan mensimulasikan kondisi fisik dan tingkat stok individu secara real-time, memungkinkan koordinasi operasional tanpa henti.

“Kami harapkan kemitraan dengan DHL Supply Chain akan meningkatkan produktivitas kami lebih lanjut dan mempertahankan standar tinggi dalam rantai pasokan kami,” ujar Devraj Kumar, Direktur, Logistik Terpadu, Asia Selatan, Asia Timur & Oseania untuk Tetra Pak.

Digital Twin di Paris Akan Melindungi Turbin Angin dari Angin Laut Utara

Insinyur GE di Paris bekerjasama dengan Ansys, pemasok global perangkat lunak simulasi teknik, untuk membangun digital twin dari turbin angin di Laut Utara. Salah satu tujuan adalah memaksimalkan output dan meminimalkan downtime dengan mendeteksi masalah sebelum mereka mengarah pada padam yang tidak terencana. Pemeliharaan prediktif bergantung tidak hanya pada sensor fisik pada mesin, tetapi juga sensor virtual yang ditempatkan di tempat di mana sensor fisik tidak dapat digunakan, menurut kisah dari GE News.

Sensor virtual memiliki kemampuan untuk menebak dengan presisi yang adil nilai seperti suhu atau tekanan, dengan menggunakan data dari sensor lain dan algoritma cerdas berdasarkan data historis atau model.

Misalnya, insinyur GE telah mengembangkan digital twin dari motor yaw turbin angin Haliade 150-6, yang memungkinkan turbin 6-megawatt untuk berputar dan menempatkan dirinya ke arah angin. Menggunakan sensor virtual, digital twin ini mensimulasikan suhu di berbagai bagian motor.

Menggunakan algoritma yang dibangun di Predix, platform perangkat lunak GE untuk internet industri, dan pendekatan pemodelan yang dikembangkan oleh Ansys, insinyur sekarang dapat memperkirakan suhu motor kapan saja. Di Foundry, mereka juga dapat memantau bagaimana motor berkinerja di bawah beban yang berbeda seiring waktu. Di lapangan, insinyur dapat menggunakan aplikasi dengan dasbor yang terhubung ke twin, untuk memantau suhu motor.

“Untuk simulasi, berkat digital twin kita hanya perlu mengetahui arus untuk memahami suhu dan mengoptimalkan penggunaan motor,” Sabot menyatakan.

GE melaporkan bahwa sudah memiliki 1,2 juta digital twin dari mesin jet, turbin gas dan lokomotif yang sudah bekerja di lapangan.

Baca artikel dan kisah sumber di Supply Chain Futures, Digital Twin Consortium, blog River Logic, majalah Supply Chain dan dari GE News.