Cyfrowy bliźniak w logistyce

Technologia odgrywa kluczową rolę w optymalizacji procesów, zwiększaniu efektywności i minimalizacji ryzyka. Jednym z najnowszych rozwiązań, które zyskuje na popularności, jest idea cyfrowego bliźniaka. Digital twin to zaawansowane narzędzie, które wkracza na różne obszary gospodarki – także do logistyki, przyczyniając się do uzyskania doskonałości operacyjnej i zoptymalizowanego zarządzania łańcuchem dostaw.

Zapraszamy do lektury artykułu, w którym odpowiemy na pytanie, co to jest cyfrowy bliźniak i jak możemy go wykorzystać w logistyce i przemyśle.

Co to jest cyfrowy bliźniak?

Cyfrowy bliźniak to wirtualna replika istniejącego obiektu, procesu albo systemu i połączenie go z cyfrowym odwzorowaniem w wirtualnej rzeczywistości. Jest to technologia wykorzystywana w wielu dziedzinach, takich jak przemysł, medycyna, transport, budownictwo, a nawet rolnictwo.

Dzięki cyfrowemu bliźniakowi można symulować zachowanie rzeczywistych obiektów w różnych warunkach, co pozwala na lepsze zrozumienie ich funkcjonowania i optymalizację ich pracy. Cyfrowy bliźniak może być również wykorzystywany do przewidywania awarii i zapobiegania im, co pozwala na zwiększenie bezpieczeństwa oraz oszczędność czasu i pieniędzy.

Należy zaznaczyć, że cyfrowy bliźniak nie jest jedynie statycznym modelem, ale może być stale aktualizowany na podstawie danych z rzeczywistych obiektów, co pozwala na dokładne odwzorowanie ich stanu i zachowania w czasie rzeczywistym. W kontekście logistyki, cyfrowy bliźniak może być stworzony dla każdego ogniwa w łańcuchu dostaw, od magazynów po środki transportu. Obejmuje on modelowanie, symulację i monitorowanie w czasie rzeczywistym.

Dzięki wykorzystaniu danych z sensorów, IoT i zaawansowanych algorytmów, cyfrowy bliźniak dostarcza kompleksową wizję funkcji logistycznych, pomagając w identyfikacji obszarów poprawy i zoptymalizowaniu działań.

Cyfrowy bliźniak – jak to się zaczęło?

Sama koncepcja cyfrowego bliźniaka nie jest nowa – ewoluowała w czasie i związana jest z rozwojem technologii komputerowych, Internetu rzeczy (IoT) oraz dziedzin takich jak inżynieria oprogramowania, symulacje komputerowe i analiza danych.

Pierwsze prace w tym zakresie datujemy już na lata 80 ubiegłego wieku, kiedy to zaczęła się fascynacja komputeryzacją, informatyką, robotyką i nowoczesną technologią. Już w latach 80. i 90 NASA eksperymentowała z koncepcją „Digital Twin” w kontekście symulacji lotów kosmicznych. W 2003 roku profesor Michael Grieves (Uniwersytet Floryda) wprowadził termin „Digital Twin” w kontekście zarządzania cyklem życia produktu. Jego prace oscylowały wokół możliwości zastosowania tej koncepcji w przemyśle produkcyjnym, gdzie cyfrowy bliźniak miał reprezentować pełny cykl życia produktu – od projektu po utylizację. Istotną rolę w rozwijaniu koncepcji cyfrowego bliźniaka w kontekście przemysłu odegrała także firma General Electric, która zaczęła stosować cyfrowe bliźniaki do monitorowania, zarządzania i optymalizacji pracy swoich urządzeń i systemów, takich jak turbiny wiatrowe czy silniki lotnicze.

Rozwój technologii Internetu Rzeczy (IoT) oraz zbierania i analizy dużych ilości danych Big Data, także przyczyniły się do rozwoju koncepcji cyfrowego bliźniaka. Koncepcja ta jest również silnie związana z ideą Przemysłu 4.0, który promuje zintegrowane systemy oparte na danych, automatyzację i ciągłe monitorowanie. W ramach przemysłu 4.0, cyfrowe bliźniaki stają się kluczowym elementem inteligentnych fabryk i procesów produkcyjnych.

Korzyści z cyfrowych bliźniaków w logistyce

• Optymalizacja procesów logistycznych – cyfrowe bliźniaki umożliwiają symulację różnych scenariuszy logistycznych, co pozwala na lepsze zrozumienie potencjalnych problemów i możliwości optymalizacji. Dzięki temu firmy logistyczne mogą wprowadzać zmiany bez konieczności zakłócania rzeczywistych operacji.
• Zarządzanie ryzykiem i bezpieczeństwem – tworzenie cyfrowych bliźniaków umożliwia identyfikację potencjalnych zagrożeń i ryzyka związanego z działaniami logistycznymi.
• Precyzyjne monitorowanie i analiza danych – dane zbierane z rzeczywistych operacji logistycznych są analizowane w czasie rzeczywistym, umożliwiając bieżącą ocenę efektywności i identyfikację obszarów wymagających poprawy.
• Zoptymalizowana współpraca w łańcuchu dostaw – dzięki cyfrowym bliźniakom różne podmioty zaangażowane w łańcuch dostaw mogą korzystać z jednego spójnego źródła informacji. To eliminuje błędy komunikacyjne, poprawia współpracę i skraca czasy reakcji na zmiany.

Przykłady zastosowania cyfrowych bliźniaków w logistyce i przemyśle

W celu stworzenia cyfrowego bliźniaka magazynu, należy najpierw zebrać dane dotyczące rzeczywistego obiektu, takie jak jego wymiary, układ przestrzenny, wyposażenie, procesy zachodzące w magazynie itp. Następnie dane te są przetwarzane i modelowane w oprogramowaniu, które pozwala na stworzenie cyfrowej kopii magazynu. W ten sposób można uzyskać dokładne odwzorowanie rzeczywistego obiektu w przestrzeni wirtualnej.

Dzięki technologii cyfrowych bliźniaków można symulować zachowanie rzeczywistych obiektów w różnych warunkach, co pozwala na lepsze zrozumienie ich funkcjonowania i optymalizację ich pracy, np.:

• Zarządzanie flotą transportową – cyfrowe bliźniaki pozwalają monitorować wydajność pojazdów, zużycie paliwa, a także przewidywać konieczność konserwacji. To umożliwia przedsiębiorstwom transportowym optymalizację trasy, minimalizację kosztów operacyjnych i zwiększenie efektywności całego systemu logistycznego.
• Symulacja procesów logistycznych – przed wdrożeniem nowych procedur czy technologii, firmy mogą stworzyć wirtualne modele, które pozwalają na zidentyfikowanie potencjalnych problemów i zoptymalizowanie przepływu pracy. To zminimalizowanie ryzyka błędów i wprowadzenie innowacji z mniejszym ryzykiem dla operacji logistycznych.
• Monitorowanie i utrzymanie ruchu – w obszarze utrzymania ruchu, cyfrowe bliźniaki mogą służyć do monitorowania stanu technicznego maszyn i urządzeń w czasie rzeczywistym. Dzięki temu, przedsiębiorstwa mogą przewidywać awarie, planować prace konserwacyjne w strategiczny sposób, co przekłada się na zwiększenie dostępności sprzętu i ograniczenie czasów przestojów.
• Cyfrowy bliźniak w logistyce dostaw – w obszarze dostaw, cyfrowe bliźniaki umożliwiają śledzenie produktów w czasie rzeczywistym na każdym etapie łańcucha dostaw. To pozwala na skrócenie czasu reakcji na ewentualne problemy, takie jak opóźnienia czy uszkodzenia towarów. Dodatkowo, cyfrowe bliźniaki mogą wspomagać w optymalizacji tras dostaw, co przekłada się na skrócenie czasów dostaw i zwiększenie satysfakcji klientów.

Jak już wspomnieliśmy, do tworzenia cyfrowych bliźniaków służy specjalistyczne oprogramowanie. Pierwszym etapem pracy z programem jest stworzenie Modelu Cyfrowego (Digital Model). Jest to cyfrowe odwzorowanie danych rzeczywistych dokonane ręcznie, ponieważ nie obejmuje żadnych zautomatyzowanych przepływów danych pomiędzy światem cyfrowym i fizycznym – można powiedzieć, że jest statyczny. Cyfrowy Model łączymy następnie z danymi automatycznie przepływającymi ze świata fizycznego i powstaje tzw. Cyfrowy Cień (Digital Shadow), lecz jest to przepływ jednokierunkowy i aby powstał Cyfrowy Bliźniak przepływ danych musi odbywać się w obie strony w czasie rzeczywistym. Cyfrowy Bliźniak, zapewnia ścisłe połączenie między światem cyfrowym i fizycznym dzięki w pełni zintegrowanej wymianie danych w obu kierunkach. Technologię cyfrowych bliźniaków wykorzystuje WDX Solutions w procesie projektowania logistycznego.

Cyfrowy bliźniak w logistyce magazynowej – czy warto? Podsumowanie

Koncepcja cyfrowego bliźniaka ewoluowała w wyniku prac wielu badaczy, inżynierów i firm, które dostrzegły potencjał wykorzystania wirtualnych replik dla optymalizacji i zarządzania rzeczywistymi obiektami, procesami i systemami. Obecnie cyfrowe bliźniaki rewolucjonizują logistykę i przemysł, dostarczając narzędzi do efektywnego zarządzania, optymalizacji procesów i podnoszenia jakości usług. W logistyce magazynowej, wartość dodana związana z zoptymalizowanymi procesami przechowywania, kompletacji i monitorowaniem stanu magazynu czyni cyfrowe bliźniaki inwestycją przyszłościową. Pomimo pewnych wyzwań związanych z wdrożeniem, korzyści te przekładają się na doskonałość operacyjną i konkurencyjność na rynku.

Wprowadzenie cyfrowych bliźniaków do logistyki, z pewnością otwiera wiele nowych drzwi i stanowi swoisty gamechanger. Dzięki symulacji, monitorowaniu i analizie w czasie rzeczywistym, firmy logistyczne mogą efektywnie zarządzać łańcuchem dostaw, minimalizując ryzyko, optymalizując procesy i podnosząc jakość usług. W miarę rozwoju technologii, cyfrowe bliźniaki staną się kluczowym narzędziem dla tych, którzy pragną utrzymać się na czele dynamicznego świata logistyki.