Ο αντίκτυπος που μπορεί να επιφέρει αυτή η νέα τεχνολογία στον τομέα της παραγωγής, μπαίνει στο μικροσκόπιο του Plant.

Τα τελευταία χρόνια, το ενδιαφέρον για την τεχνολογία των ψηφιακών διδύμων (digital twins), δηλαδή των ψηφιακών αναπαραστάσεων φυσικών αντικειμένων, διαδικασιών ή και ολόκληρων συστημάτων, έχει εκτοξευτεί σε παγκόσμιο επίπεδο. Ο ρόλος τους στις μεγαλύτερες αλυσίδες εφοδιασμού δείχνει να γίνεται ολοένα και πιο σημαντικός, ενώ οι νέες προοπτικές για τη χρήση τους αποτελούν θέμα συζήτησης σε όλα τα meeting των σύγχρονων βιομηχανικών κολοσσών. Το φαινόμενο της ανόδου τους έχει σχολιαστεί από πολλούς ιθύνοντες. Χαρακτηριστικές είναι οι δηλώσεις του Matt Tichon, αντιπροέδρου στη Llamasoft που ειδικεύεται σε θέματα βιομηχανικής στρατηγικής.

Ο Tichon τονίζει πως στο σημερινό περιβάλλον της διεθνούς επιχειρηματικής ανταγωνιστικότητας, η αξιοποίηση των ψηφιακών διδύμων είναι πλέον αναπόσπαστο κομμάτι σε όλα τα στάδια μιας αλυσίδας εφοδιασμού. Όπως ο ίδιος σημειώνει, πρόκειται για μια τεχνολογία που επιτρέπει στις κατασκευαστικές εταιρείες να αναπαράγουν και να αναλύουν το αποτύπωμα της παραγωγής τους συνολικά, εντοπίζοντας εύκολα τα στοιχεία που δυσχεραίνουν τη γρήγορη και αποδοτική λειτουργία τους. Για παράδειγμα, αν σε κάποια εταιρεία υπάρχει μια ξαφνική έλλειψη σε μια πρώτη ύλη, πλέον είναι σε θέση να εκτιμήσει με ακρίβεια τον αντίκτυπο που θα έχει σε όλα τα στάδια παραγωγής. Με αυτή τη γνώση, είναι σε θέση να προετοιμαστεί για κάθε μελλοντική αντιξοότητα χωρίς να μένει πίσω σε σχέση με τους ανταγωνιστές της.

Τα ψηφιακά δίδυμα προσφέρουν τη δυνατότητα δοκιμής πολλαπλών λύσεων σε τεχνικά προβλήματα, οδηγώντας στην εύρεση μιας ιδανικής φόρμουλας, την οποία μια εταιρεία μπορεί να προσαρμόσει αναλόγως τις ανάγκες της. Στο προαναφερθέν παράδειγμα της έλλειψης μιας πρώτης ύλης, η επιχείρηση μπορεί να ιχνηλατήσει τις καλύτερες επιλογές της ως προς διάφορες δευτερεύουσες πηγές εφοδιασμού, λαμβάνοντας υπόψη τις επιπτώσεις που θα έχει στο κόστος, την ποιότητα των υπηρεσιών της και τις δυνατότητες ανάκαμψής της, με βάση τις δυνατότητες του ανθρώπινου δυναμικού της.

Η έξυπνη υιοθέτηση μιας προσέγγισης αυτού του τύπου επιτρέπει στους οργανισμούς να ελαχιστοποιήσουν τον αντίκτυπο των προβλημάτων που προκύπτουν, κατανοώντας τα αποτελέσματα που θα έχουν οι αποφάσεις τους όσον αφορά τα λειτουργικά περιθώρια και τους συντελεστές χρήσης των υπηρεσιών τους από το καταναλωτικό κοινό. Η ύπαρξη προεγκατεστημένων πρωταρχικών και δευτερευουσών πηγών προμήθειας των πρώτων υλών μπορούν να καλύπτουν αυτόματα τις περισσότερες έκτακτες ανάγκες τους. Συνοψίζοντας, σε έναν κόσμο που οι αντιξοότητες και οι εκπλήξεις αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της επιχειρηματικής καθημερινότητας, η σωστή εφαρμογή της νέας τεχνολογίας δεν είναι μόνο έξυπνη, αλλά και απαραίτητη.

ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ
Η Boeing, ο αμερικανικός κολοσσός στο χώρο των αερομεταφορών, χρησιμοποιεί ήδη την τεχνολογία των ψηφιακών διδύμων στο σχεδιασμό των νέων σκαφών της. Κάθε νέο μοντέλο συνοδεύεται από ένα λεπτομερές ψηφιακό αντίγραφο, το οποίο συντελεί στην επίτευξη σωστών προβλέψεων και επιτυχημένων προσομοιώσεων για όλες τις παραμέτρους της λειτουργίας του, καθ’ όλη τη διάρκεια ζωής του. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα οι μηχανικοί της εταιρείας να μπορούν προβλέπουν αν και πότε ενδέχεται να παρουσιαστεί κάποια μηχανική βλάβη λαμβάνοντας τα απαραίτητα μέτρα.

Σύμφωνα με πηγές που προέρχονται από την ίδια την εταιρεία, με αυτή την προσέγγιση η Boeing έχει πετύχει 40% θετικότερες αξιολογήσεις στην ποιότητα των υλικών, που χρησιμοποιεί στα σκάφη της για πρώτη φορά. Μελλοντικά, στοχεύει να ψηφιοποιήσει όλα τα συστήματα μηχανικής υποστήριξης και εργοστασιακού σχεδιασμού, ενώ στόχος της είναι και ο διαμοιρασμός όλων των τεχνικών πληροφοριών των αεροσκαφών της σε όλο το μήκος της αλυσίδας εφοδιασμού της, ώστε να εξασφαλιστεί η αρμονική συνεργασία των τεχνικών τμημάτων της. Συμπληρωματικά, η Boeing αξιοποιεί ήδη τα ψηφιακά δίδυμα προκειμένου να πετύχει την ιδανική ισορροπία όσον αφορά το βάρος των μεταφερόμενων ανά πτήση φορτίων. Με χρήση αισθητήρων τεχνολογίας IoT και συνδυαστικά με τα ψηφιακά δίδυμα, είναι σε θέση να κάνει έναν ακριβή υπολογισμό των φορτίων που εξασφαλίζουν την προσδοκώμενη ασφάλεια στις πτήσεις της και τον περιορισμό απρόβλεπτων δυσλειτουργιών στα λειτουργικά συστήματά της.

ΠΩΣ ΑΚΡΙΒΩΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ ΤΑ ΨΗΦΙΑΚΑ ΔΙΔΥΜΑ;
Με τον όρο «ψηφιακό δίδυμο» εννοούμε την ηλεκτρονική αναπαράσταση ενός φυσικού στοιχείου. Αυτό σημαίνει ότι δεδομένα, που προέρχονται από αληθινούς αισθητήρες στον πραγματικό κόσμο μπορούν να τεθούν σε εφαρμογή συνδυαστικά με ένα ψηφιακό δίδυμο αναπτύσσοντας προσομοιώσεις με χιλιάδες πιθανά αποτελέσματα και ιδέες σχεδιαστικής προσαρμογής των φυσικών στοιχείων. Έτσι, ουσιαστικά πρόκειται για μία τεχνολογία που επιτρέπει στις κατασκευαστικές εταιρείες να δοκιμάζουν εικονικά διαφορετικά σενάρια στο στάδιο της παραγωγής και της χρήσης των προϊόντων και των υπηρεσιών τους, με στόχο τη βελτίωση της αξιοπιστίας και της αποδοτικότητάς τους.

Το 3D modelling, ένας τομέας που έχει ενισχυθεί κατά πολύ με αφορμή και τη συγκεκριμένη τεχνολογία, μπορεί να εξασφαλίσει όλες τις προϋποθέσεις για επιτυχημένες εικονικές προσομοιώσεις σε διαφορετικά περιβάλλοντα με ελαχιστοποίηση των δαπανών εκ μέρους των εμπλεκόμενων μερών. Τα διαγνωστικά τεστ, η τεχνική παρακολούθηση και οι προγνωστικές αξιολογήσεις επωφελούνται σε απεριόριστο βαθμό. Αντιστοίχως, η συνολική εμπειρία του κοινού βελτιώνεται αισθητά και οι εμπλεκόμενοι φορείς μιας εταιρείας αποκτούν καλύτερη τεχνογνωσία και επαφή με τις προσφερόμενες υπηρεσίες, προτείνοντας καινοτόμες λύσεις για τα ήδη υπάρχοντα και τα υπό σχεδιασμό προϊόντα.

Ένας από τους λόγους που η παγκόσμια βιομηχανία υιοθετεί ολοένα και πιο ευρέως την τεχνολογία των ψηφιακών διδύμων είναι γιατί αυτή επιτρέπει τη διαρκή μάθηση και την προσαρμογή στις νέες απαιτήσεις, ενώ παράλληλα βοηθά στην αποφυγή δυσάρεστων εκπλήξεων επιτρέποντας έγκυρες προβλέψεις για το βραχυπρόθεσμο μέλλον. Όταν η συγκεκριμένη τεχνολογία συνδυάζεται με την ανάλυση δεδομένων, μπορεί να παρέχει πληροφορίες που αναδεικνύουν κρυφή αξία σε προϊόντα και υπηρεσίες. Παραδείγματος χάριν, οι μηχανικοί μιας βιομηχανικής πτέρυγας έχουν πρόσβαση σε πληροφορίες που αφορούν στη δυσλειτουργία των παραγόμενων προϊόντων που είναι συνδεδεμένα μέσω τεχνολογίας IoT, αποτρέποντας έγκαιρα απρόβλεπτες διακοπές στη λειτουργία των μηχανημάτων και βελτιώνοντας την απόδοση και τη συμβατότητά μεταξύ τους.

Επίσης, τα ψηφιακά δίδυμα συμβάλλουν στην επίλυση προβλημάτων σε όλη την αξιακή αλυσίδα κάθε προϊόντος, εξαλείφοντας την έλλειψη συντονισμού και διαφάνειας στις διαδικασίες που συμπεριλαμβάνονται στην αλυσίδα εφοδιασμού, καθώς και φαινόμενα ανεπαρκούς διατμηματικής συνεργασίας και λήψης αποφάσεων. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό τους είναι ο συγχρονισμός πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο με την τρέχουσα λειτουργία των εμπλεκόμενων συσκευών και του εξοπλισμού εν γένει. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αρμονικότερη λειτουργία των συστημάτων, αλλά και τον ρεαλιστικότερο σχεδιασμό νέων καινοτόμων συσκευών και λειτουργικών συστημάτων.

Η Unilever έχει εισάγει, επίσης, τη νέα τεχνολογία σε μεγάλο μέρος των κατασκευαστικών δραστηριοτήτων της. Σαν οργανισμός πλέον διαθέτει οκτώ ξεχωριστές συνεργαζόμενες εγκαταστάσεις εντός ενός κοινού διευρυμένου δικτύου, οι οποίες χρησιμοποιούν συντονισμένα και σε άρρηκτη επικοινωνία μεταξύ τους την τεχνολογία των ψηφιακών διδύμων. Η αποφασιστική χρήση της νέας τεχνολογίας έχει σαν στόχο τη βελτιστοποίηση των συνολικών επιδόσεων των υπηρεσιών της. Για να επιτευχθεί αυτό, δεδομένα από συστήματα τεχνολογίας IoT τροφοδοτούνται σε ένα ψηφιακό αντίγραφο κάθε εγκατάστασης και παράλληλα συγκεκριμένοι αλγόριθμοι αναλύουν τις ενέργειες όλων των διασυνδεδεμένων συσκευών, την εισαγωγή και εξαγωγή των προϊόντων, καθώς και τις ελαττωματικές παραμέτρους στη γραμμή της παραγωγής.

Στη συνέχεια, το ανθρώπινο δυναμικό αξιοποιεί τα ευρήματα με σκοπό να εντοπιστούν οι τομείς που επιδέχονται βελτιώσεις. Έτσι, συνολικά η Unilever έχει σημειώσει εξαιρετική πρόοδο επιτυγχάνοντας με συνέπεια τους στόχους της. Συμπληρωματικά, με τη χρήση συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης, έχει καταφέρει να μειώσει τον αριθμό των εσφαλμένων προειδοποιητικών σημάτων στις εγκαταστάσεις της: από 3.000 επείγουσες ειδοποιήσεις ανά ημέρα κατά το παρελθόν, το εν λόγω ποσοστό έχει συρρικνωθεί κατά 90%.

ΤΕΣΣΕΡΙΣ ΠΡΑΚΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΔΙΔΥΜΩΝ
1 Στον τομέα της μηχανικής: Ο τομέας της μηχανικής έχει χρησιμοποιήσει κατ’ επανάληψη τα ψηφιακά δίδυμα για τη δημιουργία εικονικών αναπαραστάσεων στην ανάπτυξη προϊόντων. Το ψηφιακό δίδυμο συνήθως προϋπάρχει του φυσικού προϊόντος και στοχεύει στον ιδανικό σχεδιασμό του προτού αυτό περάσει στη γραμμή παραγωγής. Μάλιστα, με την τεχνολογία IoT είναι πλέον δυνατή η λήψη δεδομένων σε πραγματικό χρόνο από προϊόντα που βρίσκονται στα πρώτα στάδια της παραγωγής, με αποτέλεσμα τα ψηφιακά τους δίδυμα να συμβάλλουν σημαντικά στην επί τόπου βελτίωση και αναβάθμισή τους πριν την πρώτη χρήση τους.

2 Στην εξατομίκευση του σχεδιασμού: Καθώς οι καταναλωτές παρουσιάζουν ολοένα και μεγαλύτερη απαίτηση για εξατομικευμένα προϊόντα που απαντούν στις προσωπικές ανάγκες τους, με τη χρήση των ψηφιακών διδύμων η γρήγορη σχεδιαστική προσαρμογή είναι δυνατή χωρίς αισθητές απώλειες σε χρόνο και λειτουργικές δαπάνες. Στο παρελθόν, οι κατασκευαστικές εταιρείες ήταν μονίμως αντιμέτωπες με το πρόβλημα μιας ισορροπημένης επικοινωνίας με τους πελάτες, εισακούοντας αποτελεσματικά τις προτάσεις και τις ενστάσεις τους. Τα ψηφιακά δίδυμα βελτιστοποιούν τη συγκεκριμένη παράμετρο και έχουν ήδη οδηγήσει στον εμπλουτισμό των δεδομένων χρήσης των προϊόντων και των εξατομικευμένων προσαρμογών ανά πελάτη.

3 Στην παραγωγή: Τα ψηφιακά δίδυμα επιτρέπουν στις εταιρείες να εξάγουν στιβαρά συμπεράσματα σε σχέση με τα προϊόντα που επιθυμούν να παράγουν. Ιδανικά, οι εταιρείες θέλουν πάντα να έχουν στη διάθεσή τους ένα ενοποιημένο σύνολο δεδομένων σε μια κεντρική ψηφιακή βάση, η οποία εξασφαλίζει μια κοινή οπτική όσον αφορά τις προσδοκίες και τη λειτουργικότητα των προϊόντων από τα εμπλεκόμενα μέρη. Ωστόσο, ο συνδυασμός μια τέτοιας βάσης με υπολογιστικά δίκτυα που βασίζονται σε μια μόνιμη λειτουργική μνήμη, προσφέρει τη δυνατότητα ταχύτατης ανάλυσης και οπτικοποίησης όλων των δεδομένων. Πέραν αυτού, καθίσταται δυνατή η ποιοτική σύγκριση διαφορετικών συσκευών ή συστημάτων συγγενικής χρήσης με αποτέλεσμα τη βελτιστοποίηση των διάφορων μοντέλων με γνώμονα την εύκολη και πρακτική αξιοποίησή τους.

4 Στις διαφορετικές επιμέρους λειτουργίες: Η ενίσχυση των επιμέρους προϊοντικών λειτουργιών είναι μία από τις εξέχουσες εφαρμογές της νέας τεχνολογίας. Οι εταιρείες καλούνται να αναπτύξουν πρώτα εικονικές αναπαραστάσεις των προϊόντων τους συνθέτοντας μια απλουστευμένη οπτικοποίηση κάθε μοντέλου. Στη συνέχεια, έχουν τη δυνατότητα να καταγράψουν ένα μεγάλο αριθμό δεδομένων με τη χρήση αισθητήρων που είναι ενσωματωμένοι στο προϊόν, το οποίο προσφέρει μια ξεκάθαρη εικόνα των πραγματικών επιδόσεων και των συνθηκών λειτουργίας του. Με τον ίδιο τρόπο σκέψης, οι εταιρείες έπειτα μπορούν να προσομοιώνουν τις πραγματικές συνθήκες χρήσης ενός προϊόντος αναβαθμίζοντας και τις υπηρεσίες συντήρησής τους.

Ο Andrew Wright, συνεργάτης της πολυεθνικής Deloitte, έχει δηλώσει ότι τα ψηφιακά δίδυμα επιτρέπουν στις βιομηχανικές επιχειρήσεις να βελτιστοποιούν την απογραφή των προϊόντων τους και τις δυνατότητες παραγωγής τους, γεγονός που τους επιτρέπει να εκτελούν πολλές και εκτενείς ψηφιακές προσομοιώσεις κάνοντας συνεχείς δοκιμές και καταλήγοντας στον ιδανικό κύκλο παραγωγής πριν την είσοδο των προϊόντων τους στη γραμμή της παραγωγής. Σύμφωνα με τον Wright, τα ψηφιακά δίδυμα επιτρέπουν σε μία επιχείρηση να δημιουργήσει ένα ψηφιακό αντίγραφο του φυσικού κόσμου.

Ένα ψηφιακό εργαλείο τέτοιου τύπου που προτείνει ο ίδιος, είναι το SupplyCycle. Αυτό δημιουργεί ένα ψηφιακό αντίγραφο των εργοστασιακών διαδικασιών μιας βιομηχανικής επιχείρησης και δοκιμάζει εκατομμύρια πιθανές παραλλαγές, οδηγώντας τελικά στην αυξημένη απόδοση, τον περιορισμό του χρόνου που αφιερώνεται στην απογραφή των προϊόντων και στην καθιέρωση μιας λειτουργικής σταθερότητας μεταξύ των εργοστασιακών μονάδων. Σε μια τυπική εγκατάσταση μιας γραμμής παραγωγής, οι πελάτες εξοικονομούν μεγάλα ποσά στο ισοζύγιο των κερδών και των ζημιών τους, στο κεφάλαιο κίνησης και στη μείωση του χρόνου νομισματικών μετατροπών.

Έχοντας κατά νου ότι διανύουμε την εποχή του Industry 4.0, η οποία καθόλου τυχαία δεν έχει χαρακτηριστεί και ως τέταρτη βιομηχανική επανάσταση, ο Enno de Boer, σταθερός συνεργάτης στην αμερικανική εταιρεία παροχής συμβουλευτικών υπηρεσιών McKinsey έχει τονίσει επανειλημμένα ότι τεχνολογικές καινοτομίες όπως το 3D printing και τα ψηφιακά δίδυμα έχουν ήδη αλλάξει εντελώς το τοπίο στον τομέα της παγκόσμιας βιομηχανίας. Όπως έχει δηλώσει, σήμερα που διανύουμε και επισήμως μια νέα τεχνολογική περίοδο, έχουμε την ευκαιρία να αναπροσαρμόσουμε και να επανεκκινήσουμε τις επιχειρήσεις παραγωγής και τις αλυσίδες εφοδιασμού υπό νέους όρους, εξασφαλίζοντας μια αξιακή αναβάθμιση σε ένα μεγάλο φάσμα εμπλεκόμενων φορέων, συμπεριλαμβανομένων των εργαζομένων, των καταναλωτών και του φυσικού περιβάλλοντος.

Για παράδειγμα, η τεχνολογία των ψηφιακών διδύμων και οι προηγμένες μέθοδοι ανάλυσης μπορούν να αξιοποιηθούν για προγραμματισμένες συντηρήσεις μηχανημάτων, οι οποίες μπορούν να βελτιστοποιήσουν την απόδοσή τους και να εντοπίσουν ελαττωματικές παραμέτρους στην παραγωγή, επιτρέποντας μια εκθετική αξιοποίηση νέων βελτιωμένων αλγορίθμων σε όλες τις εγκαταστάσεις. Η προσθετική κατασκευή αποτελεί μια μακροπρόθεσμη αλλαγή και η υιοθέτηση αυτής της προσέγγισης μπορεί να συνεχιστεί, καθώς οι κατασκευαστικές εταιρείες προχωρούν πέραν της δημιουργίας πρωτότυπων προϊόντων και κατανοούν ουσιαστικά τις δυνατότητες του βιομηχανικού σχεδιασμού.

Επομένως, συνολικά τα ψηφιακά δίδυμα έχουν ποικίλες εφαρμογές σε ολόκληρο τον κύκλο ζωής των προϊόντων και σταδιακά δείχνουν να είναι σε θέση να δώσουν απαντήσεις σε πραγματικό χρόνο σε ερωτήματα που δεν μπορούσαν να απαντηθούν πριν, προσφέροντας πληθώρα ανεκτίμητων λύσεων, αδιανόητων μέχρι προσφάτως. Στο εγγύς μέλλον, αναμένονται να αναδειχθούν σε κορυφαία εργαλεία τεχνολογίας IoT σε πάρα πολλούς τομείς της παγκόσμιας βιομηχανίας και ιδιαίτερα στο σύνολο των κατασκευαστικών κολοσσών, καθώς προσφέρουν την ευκαιρία μιας ουσιαστικής επανάστασης στον τομέα της ανάπτυξης και της δοκιμής πρωτοποριακών ιδεών. Αυτό σημαίνει ότι στο μέλλον κάθε προϊόν θα μπορούσε να διαθέτει και ένα ψηφιακό δίδυμο και να βρίσκεται σε ένα μόνιμο στάδιο σχεδιασμού και αναβάθμισης, υπακούοντας χωρίς καθυστερήσεις στις ανάγκες του καταναλωτικού κοινού.