デジタルツイン技術は、製造セットアップのリスクのない仮想検証場として機能します。物理的な生産システムの正確なコンピューターシミュレーションコピーを作成することにより、エンジニアリングチームは、1台の機械が設置される前に3D設計と運用フローを検証できます。このアプローチにより、検証プロセスが物理的なフロアからデジタル環境に移行し、現在の運用を中断することなくレイアウトの最適化とプロセス負荷のバランス調整が可能になります。
デジタルツインは、高価な物理的な試行錯誤を仮想的な確実性に置き換えます。シミュレーションでボトルネックを予測し、設計を検証することで、実装が開始される前に生産ラインが効率のために最適化されていることを保証し、開発コストを大幅に削減します。
物理システムの仮想検証
生産環境のシミュレーション
デジタルツインは、意図した生産フロアの包括的なコンピューターシミュレーションを作成します。これにより、エンジニアは、機械が施設の特定の空間的制約内でどのように適合し、機能するかを正確に視覚化できます。
実装前の3D設計のテスト
静的な青写真では、複雑な機械が時間とともにどのように相互作用するかを効果的に示すことはできません。シミュレーションにより、チームは3D設計を実際に動かしてテストし、物理的な実装が意図したとおりに機械的に機能することを検証できます。
プロセス効率の最適化
プロセス負荷のバランス調整
特殊な履物の製造には、期間が異なる複雑な組み立て手順が含まれます。デジタルツイン技術は、これらのステップを調整して、作業が均等に分散されるようにし、あるステーションが過負荷になり、別のステーションがアイドル状態になるシナリオを防ぐのに役立ちます。
ボトルネックの予測的特定
ライブ生産ラインでワークフローの詰まりを発見すると、高価なダウンタイムと遅延が発生します。デジタルツインは、設計段階でこれらの潜在的なプロセスボトルネックを予測し、問題が実際に発生する前にエンジニアが解決策を考案できるようにします。
戦略的なビジネス上の利点
試行錯誤のコスト削減
重機や組立ラインの物理的な調整は資本集約的です。仮想世界でエラーを特定することにより、新製品開発中の物理的な再構成に関連する高コストを排除します。
運用の継続性の確保
物理的なフロアで新しい生産コンセプトをテストするには、現在の生産を停止または減速する必要がある場合があります。仮想検証は完全にオフラインで実行されるため、新しいラインを計画している間、既存の生産スケジュールは中断されません。
トレードオフの理解
正確なデータの必要性
デジタルツインは、それを構築するために使用されたデータと同じくらい信頼性が高いです。機械のサイクルタイムや材料の挙動に関する入力が不正確な場合、シミュレーションの予測は現実を反映しません。
下流の利益のための初期労力
忠実度の高いシミュレーションを作成するには、エンジニアリングの時間とリソースの初期投資が必要です。この初期労力は、設置後の物理的なエラーを修正する潜在的なコストと混乱と比較検討する必要があります。
プロジェクトに最適な選択をする
デジタルツイン技術は、理論的な設計と運用上の現実との間のギャップを埋めます。
- リスク軽減が主な焦点の場合：シミュレーションを使用して、ピーク生産量に対してレイアウトをストレステストし、機器を発注する前に障害点を特定します。
- コスト効率が主な焦点の場合：仮想検証を活用してプロセス負荷をバランスさせ、不要な機械や労働力への過剰投資を回避します。
現在で未来を検証することで、新しい生産ラインが初日から最大の価値を提供することを保証します。
概要表：
| メリットカテゴリ | デジタルツインの利点 | 生産への影響 |
|---|---|---|
| 設計検証 | 3D仮想プロトタイピング | 物理的な設置エラーを排除 |
| プロセスフロー | 動的な負荷分散 | ステーションのアイドル時間とボトルネックを防ぐ |
| コスト管理 | 仮想試行錯誤 | 高価な物理的な再構成を削減 |
| 運用の継続性 | オフライン検証 | 現在の生産を停止せずに新しいラインを計画 |
| リスク軽減 | ピークボリュームのストレステスト | 機器購入前に障害点を特定 |
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参考文献
- Aravin Prince Periyasamy, Saravanan Periyasami. Rise of digital fashion and metaverse: influence on sustainability. DOI: 10.1007/s44265-023-00016-z
この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .
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