Digital tvilling inom Logistik

Publicerad på in Automation, Digitalization, Robot, Software

Inom intralogistik är en digital tvilling nyckeln till mer effektivitet i lagret. Med en digital tvilling kan system och processer simuleras, testas och optimeras för långsiktig tillförlitlighet innan de implementeras i verkligheten. I det här blogginlägget går vi genom fördelarna och möjliga tillämpningar av digitala tvillingar.

Vad är en digital tvilling?

En digital tvilling är en avatar för det verkliga systemet – många företag känner till det, några använder det och för vissa är det inte ens på radarn. Men vad är egentligen syftet med en digital tvilling? Låt oss titta på definitionen:

Digitala tvillingar är virtuella modeller som skildrar system eller processer, skapade med hjälp av tekniska data och algoritmer. System- eller processdata från ett riktigt system kan matas in i den digitala tvillingen för att simulera, testa och optimera processer och system innan de implementeras, och under pågående drift, för att överbrygga gapet mellan den verkliga världen och den virtuella världen.

Vilka typer av digital tvilling är möjliga?

Digitala tvillingar finns i fyra olika typer:

typer av digital tvilling
  • Tvillingar av komponenter eller delar
    En tvilling av separata komponenter i ett helt system som direkt påverkar prestandan, t.ex. en digital tvilling av ventiler eller sensorer.
  • Tvillingar av tillgångar
    En tvilling av två eller flera komponenter som fungerar tillsammans som en tillgång och avslöjar förbättringspotential, t.ex. en digital tvilling av en motor.
  • Tvillingar av system eller enheter
    En visualisering av olika resurser i ett sammankopplat system, som ger information om olika systems samspel och om var prestandan kan förstärkas, t.ex. en digital tvilling av hela produktionen.
  • Tvillingar av processer
    En tvilling som visar hur system fungerar tillsammans som den större produktionsanläggningen, vilket indikerar om processer körs med högsta effektivitet.

Hur en digitala tvilling fungerar

Nu när du vet vad en digital tvilling är, låt oss titta på vad den gör:

Datainsamling
En digital tvilling använder information och datamodeller såväl som verkliga data. Ju högre kvalitet datan har, desto bättre fungerar den digitala tvillingen. Informationen måste vara korrekt och exakt för att säkerställa framgången för den virtuella modellen, till exempel genom att använda befintlig data och data som samlas in av sensorer. Detta är grunden för den digitala tvillingen.
Virtuell modell
Baserat på insamlad data kan system och processer visualiseras, vilket ger dig en första överblick över processerna. Redan i detta skede ger den digitala tvillingen en bra grund för att bestämma "Vilket system och vilken AGV passar mina krav bäst?".
Simulering och analys
Med en digital tvilling kan du simulera processer och testa olika scenarier med hjälp av AI-algoritmer. Detta hjälper dig att optimera logistikprocesserna precis där det behövs och innan du faktiskt implementerar dem.
Övervakning och optimering
Även utöver implementeringen är en digital tvilling mycket meningsfull. Programvaran övervakar kontinuerligt din logistikverksamhet och jämför den faktiska prestandan med den virtuella modellen. Eventuella avvikelser upptäcks av programvaran så att du kan vidta åtgärder direkt. Med en digital tvilling kan du även utvärdera förändringar i dina processer under drift och digitalt testa processeffektivitet.
digital tvilling process övervakning

Simuleringsprogram kontra digital tvilling

För att en simuleringsprogramvara ska få namnet ”digital tvilling” måste den avbilda verkligheten så detaljerat som möjligt och kunna förses med uppdaterad processdata. Det är detta som skiljer tekniken från en klassisk simuleringsprogramvara för systemplanering.

Om du till exempel inte har några planeringsdata kan du bara göra antaganden. Digitala tvillingar ger dock mycket mer detaljer, eftersom de inte bara använder data utan också skickar information tillbaka till det verkliga systemet, vilket skapar ett konstant flöde av feedback till och från systemet. Konventionell simuleringsprogramvara kan inte göra detta.

Användningsområden inom logistik

Inom lagerlogistik kan digitala tvillingar användas i ett antal situationer, såsom:

digital tvilling användningsområden

1) Planera och genomföra en installation eller lager

Att planera en ny installation eller förnya ett befintligt lager är en stor investering och är också ett bra ställe att använda en digital tvilling.

Att få systemets storlek och prestanda helt rätt är avgörande. Med en digital tvilling kan du se layouten på dina system och förbättra konfigurationerna av till exempel lagrings- och plocksystem, där det behövs. En digital tvilling kan hjälpa dig att svara på följande frågor:

Vad behöver jag?

  • Dimensioner och utformning av systemet
  • Lagringssystem (ställage, lager av bulkmaterial, skyttelsystem, lagringssystem med staplingskranar etc.)
  • Antal och typ av transportrobotar
  • Grad av automatisering
  • Orderbehandlingsområden, t.ex. för plockning, packning och märkning
  • Gods-in/gods-ut områden
  • Kommunikationsinfrastruktur

Hur en digital tvilling kan hjälpa mig?

  • Bevis på funktion och prestanda tack vare systemsimuleringar och tester
  • Identifiering och förebyggande av flaskhalsar
  • Kostnadsminimering genom lämplig systemstorlek och användning av resurser
  • Kvantitativ utvärdering av scenarier och varianter

På KNAPP har vi använt digitala tvillingar i vår planeringsprocess för lagersystem sedan 2021. Vi använder dem för att simulera, testa och optimera nya system och tillägg inklusive vårt Streamline-transportörsystem och Pick-it-Easy-arbetsstationer innan vi implementerar dem.

streamline och pick-it-easy workstation

2) Virtuell uppstart och felsökning

När du planerar ett nytt system eller utökar ett befintligt är det viktigt att planera för startprocessen. Under uppstart måste du följa produktivitets- och säkerhetsåtgärder och minimera tiden som behövs på plats. Med en digital tvilling kan du sätta din installation i drift i en virtuell miljö, testa olika system och förbättra dem innan de byggs och installeras. Den digitala tvillingen lägger till data från det planerade systemet till datapoolen i det befintliga systemet, vilket gör det möjligt att utvärdera och förbättra systemets prestanda innan det går live. Detta leder till mer effektivitet och färre kostnader.

Digitala tvillingar kan även användas i kundtjänst för att identifiera och åtgärda fel som kan uppstå under pågående drift.

Digitala tvillingar hjälper KNAPP att simulera och optimera system:

3) Lagerdrift och verksamhetsplanering

Digital tvilling för drift och planering kan användas för många ändamål:

  • Optimera och anpassa processer
  • Analysera möjliga förändringar av systemet, såsom integration av autonoma mobila robotar
  • Använda prediktiva verktyg för att utvärdera framtida utveckling
  • Använder förutsägande och automatiserat underhåll
  • För orderkontroll och för planering av tid och resurser
  • Ändra skiftmodeller och se möjlig påverkan av driftsavbrott
  • Planera scenarier och genomföra "tänk om"-analyser för att utveckla nödprocedurer för att öka systemets motståndskraft

4) Lagerstyrning i realtid med hjälp av AI

Det långsiktiga målet bakom digitala tvillingar är att göra det enklare för företag i realtid. Digitala tvillingar är nyckeln till att fatta rätt beslut, och i kombination med artificiell intelligens tränar de AI-algoritmer för att hitta intelligenta lösningar för ditt system. Tack vare den dynamiska återkopplingsslingan mellan den digitala tvillingen och AI-algoritmen kan du göra förbättringar för din verksamhet som helhet.

Kombinationen av AI och digital tvilling är särskilt användbar för att planera rutter för autonoma mobila robotar och tilldela uppgifter till dem. Detta minskar avståndet som robotarna måste resa och säkerställer att de passar ihop med andra lagerfordon.

På KNAPP erbjuder vi en digital tvilling för vårt KiSoft Fleet Management System (KiSoft FCS). Mjukvaran låter dig simulera och testa integrationen av autonoma mobila robotar, såsom våra Open Shuttles, samt ändringar av befintliga lager och processer.

autonoma mobila robotar open shuttle forks

5) Utbildning för anställda

Sist men inte minst är digitala tvillingar också oerhört användbara när det kommer till att utbilda anställda. I kombination med förstärkt verklighet (AR) och virtuell verklighet (VR), ger digitala tvillingar en virtuell utbildningsmiljö för anställda där de kan lära sig och öva på nya uppgifter, som att plocka, utan att påverka det verkliga systemet.

Hur din logistik kan dra nytta av en digital tvilling

Digitala tvillingar har många användningområden, det är klart. Men varför anser många företag att det är det perfekta verktyget för att höja kvaliteten?

# Tids- och kostnadsbesparingar
En digital tvilling hjälper dig att prioritera och göra rätt val, vilket sparar värdefull tid och kostnader vid systemplanering och uppstart. Eftersom du kan testa gränssnitt och processsteg i förväg, kan du minska jobbet på plats avsevärt, vilket säkerställer en smidig driftsättning och felfri drift.
# Säker kvalitet
För att hålla produktionskvaliteten hög är det viktigt att övervaka och svara på IoT-sensordata under tillverkningsprocessen. Med hjälp av en digital tvilling kan företag modellera varje steg i tillverkningsprocessen och se om det finns några avvikelser och om bättre material eller procedurer behöver användas.
# Gör underhållet enkelt
En digital tvilling av systemet känner av avvikelser som pekar på förestående reparationer eller underhåll. Detta förhindrar att små problem blir problematiska och hjälper dig att fastställa belastningsgränser och underhållscykler.
# Transparenta beslut
Att planera och implementera logistikinstallationer och processer är aldrig en enkel process. Du behöver ta hänsyn till ett antal faktorer samt samla in och analysera stora mängder data. Beväpnad med den bästa informationen väljer du den lösning som är rätt för dig, både nu och i framtiden. Tack vare den transparens som digitala tvillingar ger i systemtestning och planering kan du fatta dina beslut med tillförsikt.
# Ökad effektivitet och produktivitet
En digital tvilling tillhandahåller en plattform där data som genereras av teknologierna i Industry 4.0, såsom intelligenta robotar, automatiserade styrda fordonssystem och automatiserade plocknings- och lagringslösningar, kan kombineras och med en enkel översikt. Detta gör att du kan optimera layouten på ditt lager, öka effektiviteten i dina processer och förbättra produktiviteten för dina anställda.
# Grönare verksamhet
En digital tvilling hjälper dig också att öka ditt lagers hållbarhet, eftersom de eliminerar behovet av att producera dyra prototyper och hindrar dig från att välja fel lösning. Med hjälp av virtuella modeller av dina system och processer kan du se var det finns potential för att sänka energiförbrukningen och spara resurser.

När är det vettigt att använda en digital tvilling?

När din situation kännetecknas av en hög nivå av komplexitet är det bästa valet att använda en digital tvilling. Endast digitala tvillingar gör det möjligt att bearbeta de stora mängder data som mäts, samlas in och utvärderas i dagens system. Och närhelst du vill ändra eller designa om dina logistikprocesser låter den digitala tvillingen dig utvärdera olika lösningar objektivt och bestämma de nödvändiga resurserna, såsom rätt antal autonoma mobila robotar, eller optimal prestanda för ditt lager.

Det är också absolut vettigt att använda en digital tvilling för befintliga logistikprocesser med föränderliga variabler och processer. Men för att fullt ut utnyttja möjligheterna med en digital tvilling måste du mata den med korrekta och exakta data. Utan det är en digital tvilling meningslös.

Vad som väntar: digitala tvillingar och AI-teknik som en konkurrensfördel

Digitala tvillingar inom logistik har mycket att göra. Tillsammans med artificiell intelligens hjälper digitala tvillingar dig att göra mer exakta förutsägelser.

Samspelet mellan AI och en digital tvilling säkerställer ett konstant flöde av feedback i båda riktningarna, vilket gör att de kan lära av varandra och bearbeta enorma mängder data, vilket gör maskininlärning desto mer effektiv. Den digitala tvilling-AI-kombinationen ger företag en konkurrensfördel och hjälper dem att optimera sina logistiknätverk.

Vill du veta mer om hur digitala tvillingar används i våra projekt