Digital twin – jak wirtualne kopie pomagają zwiększyć wydajność

Pojęcie digital twin (cyfrowy bliźniak) już długo funkcjonuje w świecie technologii. Jego rozkwit i upowszechnienie nastąpiło jednak z nadejściem ery przemysłu 4.0. Narzędzie to pozwala bezpiecznie eksperymentować ze zmianami w łańcuchu dostaw oraz wykrywać i eliminować ewentualne problemy w środowisku wirtualnym, zanim pojawią się one w świecie realnym.

Podobnie jak internet rzeczy, big data, sztuczna inteligencja czy blockchain, digital twin to technologia coraz powszechniej wykorzystywana w różnych branżach. Według MarketsandMarkets w 2025 roku wartość rynku cyfrowych bliźniaków wyniesie 35,8 mld dolarów, co oznacza dziesięciokrotny wzrost w stosunku do 2019 roku. 

Z naszego artykułu dowiesz się więcej o cyfrowych bliźniakach i możliwości wykorzystania tej technologii w celu usprawnienia logistyki w przedsiębiorstwie.

Czym jest digital twin?

Digital twin to wirtualna kopia procesu, produktu lub usługi, która umożliwia ich przetestowanie przed wdrożeniem. 

Cyfrowy bliźniak pozwala np. zbadać wydajność procesu lub produktu w zadanych warunkach. Przy użyciu wirtualnych prototypów można dokładnie prześledzić działanie dowolnego produktu, procesu lub usługi i wykryć ewentualne problemy, aby w porę wprowadzić stosowne poprawki. 

Ponadto technologia digital twin umożliwia szkolenie pracowników w wirtualnym środowisku z symulacją różnych niesprzyjających warunków, aby nauczyć ich odpowiedniego reagowania.

Jak działa cyfrowy bliźniak?

Niezbędnym elementem do przeprowadzenia wiarygodnej symulacji metodą cyfrowych bliźniaków jest dostęp do szerokiego spektrum danych pochodzących z fizycznego otoczenia, pozyskiwanych w czasie rzeczywistym.

Jak je zdobyć? Z pomocą przychodzi tu technologia big data w zintegrowanym łańcuchu dostaw, która pozwala na bieżąco gromadzić ogromne ilości danych. Takie informacje następnie przetwarza się przy użyciu sztucznej inteligencji, chmury obliczeniowej czy uczenia maszynowego.

Uzyskane w ten sposób dane wyjściowe pozwalają na wirtualne odtworzenie procesu lub produktu.

Przykładowe zastosowania cyfrowych bliźniaków w logistyce

Technologia cyfrowych bliźniaków może przynieść nieocenione korzyści w niemal każdej gałęzi gospodarki, a zwłaszcza w logistyce. Symulacja pozwala wirtualnie odtworzyć wszystkie etapy logistyczne, przez jakie kolejno przechodzi produkt od momentu przyjęcia do opuszczenia magazynu i zidentyfikować na tej podstawie mocne i słabe strony poszczególnych procesów.

Dzięki temu można skutecznie mierzyć się z jednym z najtrudniejszych wyzwań, przed jakim obecnie stają przedsiębiorcy, czyli szybką dostawą zamówień do klientów (wysyłka w 24 godziny). Symulacja pozwala prześledzić działanie całego łańcucha logistycznego oraz wykryć ewentualne problemy, wąskie gardła i inne nieprawidłowości.

Możliwość monitorowania drogi produktu to tylko jedno z wielu przydatnych zastosowań cyfrowych bliźniaków. W ostatnich latach coraz częściej korzysta się z tej technologii przy projektowaniu magazynów, zarówno tych automatycznych, jak i tradycyjnych. W ten sposób inżynierowe mogą przetestować działanie obiektu jeszcze na etapie projektu i sprawdzić na przykład, jak będzie funkcjonował w sytuacji nagłego wzrostu popytu. Wprowadzenie odpowiednich modyfikacji w projekcie pozwoli uniknąć późniejszych kłopotów. 

Symulacja przy użyciu cyfrowych bliźniaków pozwala też wypróbować działanie maszyn i urządzeń zamontowanych w magazynie, m.in. układnic, przenośników czy innych zrobotyzowanych elementów wyposażenia. Rezultatem podjętych kroków jest możliwość zidentyfikowania ewentualnych problemów, które mogłyby doprowadzić do przestojów w pracy magazynu. 

Korzyści płynące z zastosowania cyfrowych bliźniaków

Omawiana technologia przynosi szereg korzyści pozwalających poprawić wydajność całego łańcucha dostaw: 

• Sprawniejsza organizacja – cyfrowe bliźniaki pozwalają zidentyfikować wąskie gardła i inne problemy obniżające wydajność pracy. 
• Rozpoznanie możliwości poprawy – możemy wprowadzać dodatkowe elementy czy zmienić strategię działania magazynu na wirtualnym modelu, a następnie wdrożyć rozwiązania, które sprawdziły się w symulacji. 
• Zapobieganie błędom – cyfrowe bliźniaki pozwalają w porę dostrzec ewentualne problemy i uniknąć późniejszych przestojów w pracy, które mogłyby narazić firmę na straty finansowe i wizerunkowe. To doskonałe narzędzie do analizy predykcyjnej działalności. 
• Kontrola zapasów – możemy sprawdzić, jak łańcuch logistyczny zareaguje na wahania popytu i uniknąć braku zapasów w magazynie.
• Oszczędność kosztów – przeprowadzenie symulacji danego scenariusza w środowisku wirtualnym zmniejsza ryzyko konsekwencji finansowych mogących powstać w efekcie wdrożenia rozwiązania bez symulacji.
• Monitorowanie pracy – dzięki internetowi rzeczy (IoT) wszystkie nowoczesne urządzenia działające w magazynie mogą na bieżąco przesyłać do odpowiednich systemów ogromne ilości danych (big data) pozwalających kontrolować działanie łańcucha logistycznego.

Wzrost zastosowania technologii digital twin w logistyce może trwale odmienić sposób realizacji poszczególnych procesów w łańcuchu dostaw.

Narzędzia do symulacji metodą cyfrowych bliźniaków w logistyce

Na rynku dostępnych jest wiele narzędzi do symulacji, które pozwalają sprawdzić sposób funkcjonowania magazynu jeszcze na etapie projektu z uwzględnieniem specyficznych wymagań.

Specjaliści z firmy Mecalux opracowali trzy narzędzia do symulacji:

• Easy S. Umożliwia zaprojektowanie, skonfigurowanie, sprawdzenie i przeprowadzenie trójwymiarowej symulacji pracy magazynu automatycznego lub statycznego przed przystąpieniem do montażu wyposażenia. Symulację przeprowadza się wyłącznie na podstawie danych i parametrów dostarczonych przez klienta, aby jak najlepiej dostosować funkcjonowanie obiektu do jego specyficznych wymagań.
• Easy M. Umożliwia symulację działania zautomatyzowanego magazynu i sprawdzenie sposobu jego zarządzania przez system WMS. Na tej podstawie można określić np. teoretyczną liczbę obsługiwanych zamówień i zaplanować rozwiązania pozwalające ją podwyższyć. 
• Automatic Warehouse Studio (AWS). Umożliwia symulację działania zrobotyzowanych urządzeń magazynowych za pośrednictwem systemu SCADA (używanego do zdalnego monitorowania i kontrolowania obiektu). W ten sposób można np. zawczasu przetestować komunikację między WMS i systemem kontroli magazynu (WCS), aby skrócić czas wdrożenia obu systemów. 

Narzędzia do symulacji stanowią nieocenioną pomoc w optymalizacji pracy magazynu i usprawnianiu logistyki.

Wydajność dzięki technologii

Coraz szerszy zakres zastosowania technologii digital twin w logistyce może zrewolucjonizować sposób współdziałania ludzi z maszynami i trwale odmienić obraz przemysłu, począwszy od etapu projektowania aż po wdrożenie i produkcję.

Jeżeli planujesz budowę nowego magazynu lub modernizację istniejącego obiektu w celu poprawy konkurencyjności przedsiębiorstwa, koniecznie skontaktuj się z Mecaluxem. Wykorzystując symulacje, pomożemy Ci rozpoznać i rozwiązać ewentualne problemy, aby zapewnić maksymalną wydajność procesów logistycznych.