Börja smått, börja flexibelt
Att påbörja en digital transformationsresa leder till tillväxt genom förbättrad effektivitet och ökad lönsamhet. Att bli ett digitalt företag har de extra fördelarna att öka produktiviteten, förbättra driftseffektiviteten och minska båda kostnaderna. Det ger också organisationer en chans att vidareutbilda anställda samtidigt som de förbättrar arbetskvaliteten och lönerna. Men även om det finns många fördelar med att förbättra fabrikens mångsidighet, kan investeringen verka tunga vid en första anblick. Men det finns en ”räddande” genväg: Det är här den omfattande digitala tvillingen – grunden för digital transformation – kommer in. Denna tvilling är en virtuell representation av en produkt under hela dess livscykel, från design och produktion till prestanda. Den säkerställer datakontinuitet från början till slut mellan alla intressenter, vilket möjliggör samarbete mellan domäner, spårbarhet och återkoppling i slutet slinga.
Dessutom är den digitala tvillingen i produktionen en viktig del av Siemens digitala tvillingkoncept och den ger en utmärkt utgångspunkt för äldre, mer traditionella tillverkningsupplägg – på engelska, ”brownfields” – att påbörja sin digitala transformationsresa. Genom att utnyttja den digitala tvillingens simuleringsfunktioner kan man uppånå imponerande vinster från modernare former av automatisering i den digitala världen för att avgöra vilka tekniker som kan introduceras utan större avbrott i deras befintliga processer, eller innan man gör några betydande investeringar. Med kraften i den digitala tvillingen och AI är implementering av adaptiv automation ett värdefullt företag.
Ett av de viktigaste områdena som företag kan utnyttja för att effektivisera produktionen handlar om robotar. Tillverkare som är oroade inför tanken på en fullständig omvälvning av sina fabriker kan istället titta på samarbetande robotar, även kända som cobotar, eller robotar som hjälper mänskliga arbetare under produktionen. Cobotar fungerar som en ledning mellan manuella och automatiserade operationer och kan enkelt introduceras i en ”brownfield-miljö”. Med hjälp av cobotar kan ”brownfields”:
• Förbättra effektiviteten och lönsamheten i sina produktionsprocesser genom feldetektering, datainsamling och felreducering
• Lindra personalproblem genom att stödja kvalificerade arbetare och minska behovet av repetitiva uppgifter
• Öka flexibiliteten och anpassningsförmågan och i slutändan sänka kostnaderna genom skalbara lösningar och enkel omprogrammering
Sänk kostnaderna med virtuell driftsättning
Frågan är då hur man bäst introducerar robotar och cobotar i en befintlig fabrik?
Det är avgörande att testa hur, och var, vissa processer kommer att fungera, innan man integrerar cobotar, nya maskiner eller processer i en mer traditionell verkstad. Den digitala tvillingen av fabriken skapar en korrekt, virtuell realtidsrepresentation av sin fabrik, som är både begriplig och tillgänglig för arbetare i olika team och discipliner. Utrustade med nästan exakta representationer av potentiella modifieringar kan ingenjörer och designers utforska och sedan validera prototyp-system och produktionslinjer för att säkerställa att de är både mer produktiva och säkrare för mänskliga arbetare på verkstadsgolvet.
Vidare: Virtuell driftsättning och offline-programmering av robotar kan avsevärt minska den tid och ansträngning som krävs för att implementera de senaste automatiserings-processerna i befintliga produktionsmiljöer. Den digitala tvillingen ger tillverkare möjlighet att fatta välgrundade beslut i den virtuella världen innan de investerar i fysiska byggen. En mängd olika provkörningar av potentiella nya system kan göras snabbt utan att behöva avdela faktisk utrustning från driften. Dessutom kan simulerad verifiering ibland slutföras inom några dagar, vilket gör det möjligt att få mer optimerade och flexibla system mycket snabbt.
När tillverkningslinjen är igång kan den digitala tvillingen berikas med kontinuerlig realtidsdata från fabriksdriften. Att göra det möjligt för fabriker att simulera, förutsäga och optimera prestanda i realtid hjälper tillverkare att förutse utrustningsfel innan de inträffar. Detta minimerar, eller till och med undviker, kostsamma driftstopp eftersom underhåll kan slutföras innan några kritiska fel uppstår.
Med den digitala tvillingen som simulerar produktionssystem kan tillverkare fokusera på att säkert och effektivt integrera dessa maskiner i sina mer manuella produktionslinjer. Virtuell driftsättning gör det möjligt för fabriken att prognostisera mänsklig interaktion med automatiserade system, vilket förbättrar ergonomisk design och säkerhet. Genom att använda dessa faktorer har tidigare etablerade områden kunnat introducera ny, toppmodern utrustning endast där det behövs, snabbt och till låg kostnad.
Utbilda robotar snabbare i virtuella klassrum
När den digitala tvillingen sedan arbetar tillsammans med AI kan den också accelerera robotutbildning och programmering genom den industriella metaversen, ett virtuellt utrymme som expanderar den fysiska världen, vilket främjar effektivitet, produktivitet, hållbarhet och uppkoppling. Den industriella metaversen är nytt, visst, men dess träningsmöjligheter för robotar är oöverträffade.
Genom att dra full nytta av den industriella metaversens simuleringsförmåga kan tillverkare skapa immersiva, omslutande miljöer som perfekt imiterar fysiska fabriker och produktionslinjer. I detta virtuella ”klassrum” kan robotar öva på uppgifter, ta itu med vanliga utmaningar och utveckla problemlösningsförmåga på bara några timmar, snarare än månader eller till och med år.
Till skillnad från fysiska miljöer där ingenjörer är begränsade av både tid och andra konkreta hinder, erbjuder simulerade miljöer omgivningar utan begränsningar, vilket gör det möjligt för robotar att lära sig att hantera även oförutsedda problem. Eftersom det virtuella klassrummet är digitalt konstruerat är det dessutom snabbare och mer kostnadseffektivt att skapa träningsscenarier än att sätta upp dem i den verkliga världen.
Virtuella klassrum minskar inte bara risker och driftskostnader utan kan också potentiellt förbereda robotar för att skapa morgondagens produkter. Den digitala tvillingen och den industriella metaversen underlättar implementeringen av automationssystem med dramatiskt minskade installationstider, samtidigt som den förbättrade anpassningsförmågan hos AI-drivna verktyg bidrar till mångsidigheten hos produktlinjer som svar på förändrade marknadskrav.
AI för att accelerera mot framtiden
När den digitala tvillingen är väl integrerad i fabriken kan AI ge fabrikens verksamhet en ”supereffektivisering”. Lösningar som AI Expert Toolbox kan rikta sig till både AI-tillverkare och AI-användare. AI-tillverkare har dedikerad kunskap inom att bygga AI-modeller. AI Expert Toolbox stöder att dessa modeller kan tas i bruk och användas på verkstadsgolvet i en branschklassad miljö.
Å andra sidan, för AI-användare kommer det att finnas dedikerade tjänster som Citizen-AI, som kombinerar specifika AI-applikationer och gör det möjligt för alla på verkstadsgolvet att köra AI-baserade lösningar med hjälp av förbättrade användargränssnitt, lättförståelig övervakning, automatiserad modellomskolning och mer.
Med hjälp av AI tillsammans med den digitala tvillingen har organisationer skapat tekniker som förbättrar robotarnas mångsidighet. Lösningar som SIMATIC Robot Pick AI kan omvandla vanliga industrirobotar till komplexa, flexibla maskiner. Pick AI utnyttjar både AI- och digitala tvillingfunktioner. Pick AI tränas på syntetisk data och genom datorvisioner och förbereder robotar för att hantera oförutsägbara uppgifter med över 98 procents noggrannhet.
Att hålla saker och ting både billigt och enkelt
Den digitala tvillingen har hjälpt tillverkare att göra stora framsteg i sin resa mot att accelerera modern automation och förbättra motståndskraftig, anpassningsbar verksamhet. Med hjälp av den digitala tvillingen kan fabriker få nya insikter tack vare kombinationen av fysikbaserade simuleringar med dataanalys i en helt virtuell miljö. Detta gör det möjligt att realisera innovationer snabbare och mer tillförlitligt, samtidigt som det kräver betydligt färre riktiga prototyper.
Genom att utnyttja den digitala tvillingens och AIs simuleringsmöjligheter blir det sömlöst, problemfritt och tillgängligt att införa innovativa automatiseringsrutiner, samtidigt som det ger betydande förbättringar av effektivitet och produktivitet. Att kickstarta din fabriks digitala transformationsresa och skörda frukterna av automatisering är bara ett klick bort.
Av Rahul Garg (bilden)
VP for Industrial Machinery Vertical Software Strategy
Siemens Digital Industries Software
