Cyfrowy bliźniak – 3 przykłady zastosowań w logistyce

Technologia cyfrowego bliźniaka wykorzystuje internet rzeczy oraz uczenie maszynowe do tworzenia wirtualnej repliki obiektów, systemów i maszyn. Tego typu rozwiązania wykorzystuje się w logistyce do rozmaitych celów, m.in. do symulacji zachowania magazynów samonośnych, przewidywania wzrostów popytu oraz sporządzania trójwymiarowych wizualizacji układu przestrzennego i przepływu pracy w obiektach.

W niniejszym artykule przyjrzymy się zastosowaniom technologii cyfrowego bliźniaka w logistyce na trzech przykładach, które pozwolą lepiej zrozumieć, w jaki sposób narzędzie to może pomóc w optymalizacji projektu magazynu i zachodzących w nim operacji.

Czym jest cyfrowy bliźniak?

Cyfrowy bliźniak (ang. digital twin) to wirtualna kopia procesu, maszyny lub magazynu, która dokładnie odwzorowuje zachowanie swojego rzeczywistego odpowiednika. Za pomocą przemysłowego internetu rzeczy oraz technologii big data można cyfrowo odtworzyć dowolny obiekt lub proces i sprawdzić jego działanie w różnych sytuacjach.

Omawiana technologia pozwala utworzyć bardzo szczegółowy trójwymiarowy model budynku umożliwiający sprawdzenie wydajności procesów logistycznych lub produkcyjnych i ocenę skutków ich ewentualnego wdrożenia. W tym celu stosuje się tzw. systemy cyberfizyczne, czyli mechanizmy łączące fizyczne obiekty z wirtualnym oprogramowaniem do kontroli i zbierania wszelkich dostępnych informacji na temat danego procesu.

Kopie cyfrowe mają dwie istotne zalety: po pierwsze ułatwiają stawianie hipotez i tworzenie scenariuszy pozwalających przygotować się na nieprzewidziane sytuacje i problemy; po drugie umożliwiają łatwą optymalizację procesów i czynności.

Jakie zastosowanie mają cyfrowe bliźniaki w logistyce?

Istnieje wiele ciekawych przykładów wykorzystania tej technologii w branży logistycznej: od optymalizacji procesów magazynowych, poprzez redukcję kosztów operacyjnych i eliminację błędów, aż po wydajne planowanie logistyczne.

Cyfrowe kopie mogą służyć m.in. do:

• Sprawdzania stabilności konstrukcji magazynu i jej zachowania np. podczas trzęsienia ziemi czy różnych zjawisk pogodowych.
• Oceny wydajności procesów logistycznych i wprowadzania zmian w planowaniu logistycznym celem podniesienia wydajności pracy obiektu.
• Sprawnego i wydajnego wdrażania systemu WMS do zarządzania magazynem.

Na ostatnim z wymienionych przykładów najłatwiej wytłumaczyć, dlaczego cyfrowe bliźniaki mają szansę stać się jednym z kluczowych narzędzi w nowoczesnej logistyce. Symulacja cyfrowa zdecydowanie usprawnia proces wdrażania systemu WMS dzięki szczegółowemu odtworzeniu wszystkich ruchów urządzeń i ładunków w obiekcie, co ułatwia wczesną identyfikację ewentualnych problemów, które mogłyby skutkować spadkiem wydajności.

Trzy przykłady zastosowania technologii cyfrowego bliźniaka w logistyce

Przeanalizujmy przykłady pokazujące, w jaki sposób technologia cyfrowego bliźniaka może przyczynić się do poprawy wydajności i bezpieczeństwa pracy w obiektach logistycznych.

Oprogramowanie do obliczeń konstrukcji

Wiodący dostawcy rozwiązań w zakresie logistyki wewnętrznej używają programów do obliczeń konstrukcji, aby zapewnić stabilność systemów składowania, prawidłowo zaprojektować układ magazynu i spełnić warunki techniczne określone w obowiązujących w danym kraju przepisach.

Utworzoną za pomocą oprogramowania cyfrową kopię obiektu można sprawdzić pod kątem zachowania w niesprzyjających warunkach, jak deszcz, śnieg czy wiatr. Jest to szczególnie przydatne przy projektowaniu magazynów budowanych w rejonach występowania wstrząsów sejsmicznych, ponieważ od pierwszego etapu w centrum uwagi projektantów sytuuje się bezpieczeństwo konstrukcji, systemów składowania, ładunków i oczywiście – pracowników.

Mecalux korzystał z tego rodzaju oprogramowania przy pracy nad nowym magazynem Grupy Rossignol w Saint-Étienne-de-Saint-Geoirs (Francja), aby zapewnić maksymalny poziom bezpieczeństwa. Cyfrowa kopia opracowana na podstawie danych dotyczących konstrukcji obiektu, obciążeń dynamicznych i planowanych systemów składowania wykazała konieczność zastosowania rozwiązań odpornych na najsilniejsze możliwe trzęsienia ziemi, przewidzianych w normie EN 16681. Dlatego podjęto decyzję o wyposażeniu regałów w dodatkowe wzmocnienia gwarantujące absorbcję ewentualnych drgań.

Automatic Warehouse Studio (AWS)

Program Automatic Warehouse Studio używany przez specjalistów Mecaluxu do projektowania magazynów automatycznych umożliwia odtworzenie obiektu w postaci trójwymiarowej. Wbudowany symulator pozwala sprawdzić i ocenić działanie zautomatyzowanego wyposażenia jeszcze przed instalacją oprogramowania sterującego w prawdziwym magazynie. Dzięki temu można znacznie skrócić czas wdrażania magazynu automatycznego i – co nie mniej istotne – zaproponować rozwiązanie idealnie dopasowane do planowania logistycznego klienta.

Za pomocą modułu SCADA (ang. Supervisory, Control And Data Acquisition) AWS na bieżąco gromadzi dane ze wszystkich programów sterujących (PLC) urządzeniami działającymi w obiekcie, dzięki czemu kierownik magazynu może w porę zareagować na ewentualne problemy.

Tego rodzaju oprogramowanie zastosowano przy projektowaniu jednego z największych w Europie magazynów samonośnych dla firmy Congelados Navarra w miejscowości Fustiñana (Hiszpania). Cyfrowa symulacja pozwoliła sprawdzić i ocenić poprawność działania magazynu przed zainstalowaniem wyposażenia. Dzięki ścisłej współpracy z systemem Easy WMS program może na bieżąco odbierać informacje na temat działania urządzeń, co pozwala zapobiegać awariom i zakłóceniom w planowej pracy magazynu.

Easy Builder i Easy Assistant

Informatyczny system magazynowy Easy WMS wyposażony jest we własne narzędzia wdrożeniowe oparte na technologii cyfrowego bliźniaka: Easy Builder oraz Easy Assistant. Te dwa programy ułatwiają projektowanie i wdrażanie oprogramowania u klienta, zapewniając tym samym, że system Easy WMS będzie koordynował wszystkie procesy magazynowe: począwszy od przyjmowania dostaw, poprzez przydział artykułów do lokalizacji, a na przygotowaniu zamówień i wysyłce kończąc.

• Easy Builder. Narzędzie dla projektantów, które pozwala dostosować system WMS do planowania logistycznego klienta. Firmy i partnerzy z własnym działem IT mogą modyfikować funkcje systemu zarządzania magazynem, np. w celu zmiany organizacji pracy.
• Easy Assistant. Zaawansowane narządzenie umożliwiające stworzenie cyfrowej kopii magazynu celem przetestowania zmian w układzie lub strategii przydziału artykułów do lokalizacji. Pozwala symulować nowe sposoby kompletacji oraz zmiany rotacji produktów i układu magazynu.

Na etapie wdrażania systemu inżynierowie z firmy Mecalux mogą przygotować Easy WMS do pracy w wielu różnych środowiskach, aby ułatwić cyfrową symulację ewentualnych modyfikacji w zakresie logistyki. Takie podejście zastosowano w nowym centrum dystrybucji firmy Danone w Valdemoro (Hiszpania), gdzie Easy WMS działa w trzech środowiskach: produkcyjnym (zastosowanie standardowe), backup (moduł do tworzenia kopii zapasowych na wypadek poważnej awarii systemu) i testowym (do symulacji ewentualnych poprawek przed wdrożeniem).

Bezpieczeństwo i wydajność – podstawowe cele technologii cyfrowego bliźniaka w logistyce

Na powyższych przykładach pokazaliśmy, w jaki sposób cyfrowy bliźniak pozwala poprawić bezpieczeństwo i wydajność procesów na różnych etapach logistycznych. Cyfrowe kopie stanowią doskonałe narzędzie wspomagające wdrażanie statycznych i automatycznych systemów składowania oraz programów do zarządzania magazynem.

Jeżeli planujesz wykorzystać tę technologię w swojej firmie, skontaktuj się z nami. Nasi inżynierowie zaproponują najlepsze rozwiązania logistyczne dla Twojego biznesu.