Виртуальный завод: как цифровые двойники меняют промышленность

Датчики, подключённые к оборудованию, передают данные в цифровую модель. Это позволяет в реальном времени отслеживать температуру, вибрации, давление, нагрузку. На основе этих данных система предсказывает износ и возможные сбои.

Исследование Deloitte показывает, что предиктивное
обслуживание может повысить производительность на 25%,
сократить поломки на 70% и снизить затраты на техническое обслуживание на 25%.

Цифровой двойник позволяет безопасно экспериментировать с параметрами процесса: скоростью, температурой, составом материалов. Вместо дорогостоящих проб и ошибок — быстрая виртуальная симуляция.

Компания Simio отмечает, что такое моделирование и оптимизация позволяют повысить повысить эффективность использования ресурсов на 20% и сократить долю незавершенных работ (WIP) на 15%.

До запуска продукта можно проверить, как он будет вести себя под нагрузкой, в сборке или при транспортировке. Это особенно актуально в машиностроении, энергетике, авиастроении.

McKinsey указывает, что использование цифровых двойников на этапе R&D позволяет уменьшить количество проблем с качеством продукта на 25%.

Анализ McKinsey показывает, что сбои в цепочке поставок стоят в среднем 45% годовой денежной прибыли. Организации осознают этот риск и примерно 86% опрошенных компаний уже инвестируют в трансформацию цепочки поставок, чтобы реагировать на сбои в работе отрасли.

Цифровой двойник склада или всей цепочки поставок позволяет в реальном времени видеть остатки, прогнозировать дефициты, симулировать «что будет, если…». Благодаря такому подходу руководители могут свободно экспериментировать и повышать скорость принятия решений до 90%.

BMW Group масштабирует свой проект Virtual Factory, создав цифровые двойники для более 30 заводов. Через платформу NVIDIA Omniverse инженеры виртуально моделируют и симулируют: проверяют в реальном времени новые модели автомобилей, оптимизируют логистику и размещение оборудования.

Раньше проверка столкновений на производственных линиях для новых моделей транспортных средств занимала почти четыре недели. А в лакокрасочном цехе этот процесс требовал полного опорожнения и очистки резервуаров. Теперь такая операция выполняется онлайн за три дня. Это сокращает затраты на планирование производства до 30% и повышает готовность к запуску новых моделей.

Источник: press.bmwgroup.com

Завод Siemens в Чэнду (Китай) получил статус «Sustainability Lighthouse» от Всемирного экономического форума за комплексное применение цифровых двойников и умных решений.

Здесь цифровой двойник соединён с системой энергоменеджмента и AI-инструментами SiGREEN. Это позволило снизить энергопотребление на 24%, сократить отходы на 48%, увеличить производство на 92% и сэкономить около 3000 тонн CO₂ в 2022 году.

Экологические модели и симуляции в цифровом двойнике позволяют находить оптимальные материалы, конфигурации и операционные сценарии, сочетая устойчивость и эффективность.

Еще один кейс Siemens демонстрирует, как на заводе в Эрлангене (Германия) цифровые двойники стали частью так называемой стратегии Green Lean Digital. Благодаря сочетанию инновационных технологий и устойчивых методов созданные решения получили статус «Digital Lighthouse» от Всемирного экономического форума. Награда присуждается ведущим технологическим компаниям, которые находятся в авангарде применения технологий четвертой промышленной революции.

Внедрение цифровых двойников позволило моделировать и оптимизировать более 100 производственных сценариев — от прогнозирования износа оборудования до управления энергией и отходами. Новый подход повысил производительность завода на 69% и снизил потребление энергии на 42%.

Всего за 11 месяцев было построено производство полупроводников последнего поколения, при этом благодаря комплексной платформе анализа данных:
 •  занимаемая площадь сократилась на 50 %,
 •  расход материалов уменьшился на 40 %,
 •  энергопотребление снизилось более чем на 50 %.

Источник: press.siemens.com

Unilever в рамках стратегии GAP 2030 применяет цифровые двойники своих продуктов, создавая реалистичные 3D-копии с помощью NVIDIA Omniverse и OpenUSD. Это позволяет маркетологам генерировать изображения продуктов в два раза быстрее и на 50% дешевле.

Каждый «цифровой продукт» включает все варианты дизайна, языковые версии и упаковочные детали. Такой подход устраняет многократную работу: вместо пяти разных фотосессий — одна цифровая модель, которую можно адаптировать под все каналы. В результате компания достигла 100% консистентности бренда, снизила затраты и освободила время команд для творческих задач.

Источник: www.unilever.com

Рынок растёт, технологии дешевеют, кейсов всё больше. Опросы McKinsey показывают, что почти 75% компаний в передовых отраслях уже используют технологии цифровых близнецов по крайней мере среднего уровня сложности. Среди респондентов организации в различных отраслях промышленности: от автомобильной, аэрокосмической и оборонной до розничной торговли и потребительских товаров. Кроме того исследование отмечает, что игроки в логистике, инфраструктуре и энергетике с большей вероятностью будут разрабатывать свои первые концепции цифровых близнецов.

Компании, которые начинают сейчас, получают конкурентное преимущество в виде:
 •  более точных решений,
 •  сокращения издержек,
 •  ускорения процессов,
 •  лучшей управляемости.

Цифровой двойник — это не просто 3D-модель. Это способ перейти от реагирования к прогнозированию, от локальных решений к системной оптимизации. И начать можно уже сегодня.