La IA y la IoT aplicadas a las cadenas de suministro están impulsando a los gemelos digitales

  21 de agosto de 2021  

Fuente:AI Trends

La combinación de IoT y aprendizaje automático que crece al mismo tiempo está dando lugar a un aumento en el uso de gemelos digitales en la cadena de suministro, como una réplica digital que se puede utilizar para diversos fines. La conexión con el modelo físico y el modelo virtual correspondiente se establece mediante la generación de datos en tiempo real mediante sensores.

El Consorcio Digital Twin, lanzado en agosto como un programa del Grupo de Gestión de Objetos, está trabajando en la definición de una taxonomía y estándares y tecnología habilitante, incluida la inteligencia artificial y la simulación. Los ingenieros se sienten atraídos por el trabajo. Los miembros fundadores incluyen Ansys, Dell, GE, Lendlease, Microsoft y Northrop Grumman.

“IoT y ML son las materias primas y las herramientas; la información se encuentra en el repositorio donde modelamos los procesos y creamos el contexto. Si bien esto podría ser una base de datos o un lago de datos, el ejemplo más interesante de esto para mí es el gemelo digital ”, escribió Scott Lundstrom, un analista enfocado en la intersección de AI, IoT y Supply Chains, en su blog, Supply Chain Futures. .

El gemelo digital en la cadena de suministro permite una comparación entre los datos históricos y actuales sobre el rendimiento, donde sea que se encuentre un sensor. Podría ser un componente como un termostato, un activo como un camión o una máquina, un empleado como un técnico de servicio o un proceso, como en la fabricación. “Parte de la capacidad del gemelo digital está impulsada por la complejidad de tener modelos de modelos para describir activos, procesos y sistemas complejos”, escribió Lundstrom.

En la cadena de suministro, el modelo de gemelo digital puede abarcar artículos empaquetados en contenedores, que se mueven a través del mundo físico hasta distribuidores y clientes. El modelo podría heredar datos del proceso que creó el producto en un extremo de la cadena e informar a un modelo de cliente en el otro extremo.

“Las cadenas de suministro y los activos de fabricación son solo el comienzo. A medida que esta tecnología se comprenda mejor y las implementaciones se vuelvan más fáciles, el uso crecerá en espacios cada vez más complejos. Ya existe un desarrollo de gemelos digitales en las ciencias de la vida en apoyo de la biología de sistemas que modela órganos complejos como el corazón humano ”, escribió Lundstrom. (Consulte "Gemelos virtuales:sus roles en la atención médica, descubrimiento de medicamentos y respuesta a una pandemia", en BioITWorld).

Idealmente para la cadena de suministro, caracterizada por muchos casos de uso complejos y de múltiples modelos, el gemelo digital inclusivo puede tener una vista de toda la cadena de suministro, desde el proveedor del proveedor hasta el cliente del cliente. La comprensión del estado y el historial de los activos y procesos permite incorporar herramientas de aprendizaje automático a la ecuación para ejecutar simulaciones, optimizaciones y capacidades predictivas en los modelos, sugiere Lundstrom.

“Para aprovechar los beneficios de esta tremenda oportunidad, necesitamos estándares, taxonomías acordadas y herramientas y plataformas de desarrollo comercial para que este mercado florezca”, afirmó. "La comunidad de proveedores está reaccionando a esta oportunidad, y muchos profesionales del mercado de PLM [gestión del ciclo de vida del producto], IoT y análisis / ciencia de datos están comenzando a centrarse en resolver algunos de estos estándares fundamentales".

Los grandes proveedores de plataformas están avanzando con herramientas y ofertas de plataforma como servicio (PaaS) para tratar de ganar participación y desarrollar estándares “de facto”. Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform (GCP), Predix Platform de GE, IBM y Microsoft están creando extensiones para sus herramientas y plataformas de IoT existentes para agregar soporte para la creación de gemelos digitales.

Lundstrom señaló a Azure Digital Twins de Microsoft como una de las primeras ofertas más completas. Presentada en el evento Microsoft Build 2020, que se llevó a cabo virtualmente en mayo, la versión preliminar admite un nuevo lenguaje de definición de gemelos digitales (DTDL) basado en una implementación de JSON-LD (notación de objetos JavaScript para datos vinculados).

"Al aprovechar JSON-LD, un marco de objeto simple y bien aceptado, Microsoft está respaldando un estándar abierto desde el principio", escribe Lundstrom. “Este es un requisito clave a medida que los usuarios comienzan a comprender que los gemelos digitales requieren un enfoque abierto orientado a objetos para admitir los requisitos de herencia y múltiples instancias para crear modelos complejos de múltiples niveles que sean portátiles y admitan el uso de plataformas en la nube e inteligencia artificial ampliamente disponibles. frameworks ".

¿Son los gemelos digitales de la cadena de suministro solo otra moda?

¿Es el gemelo digital de la cadena de suministro solo otra moda pasajera, preguntó en una publicación de blog en el sitio de River Logic, un proveedor de tecnología de análisis prescriptivo para la optimización de la cadena de suministro utilizando gemelos digitales? En el negocio desde 2000 en Dallas, la compañía ofrece aplicaciones prediseñadas con conocimiento de planificación y optimización empresarial.

El software de simulación y modelado permite a las organizaciones crear gemelos digitales de cadena de suministro realistas y verificables de sus cadenas de suministro. Las técnicas de minería de datos junto con las entradas de los sensores de Internet de las cosas (IoT) permiten que los datos en tiempo real se introduzcan en los modelos. Los modelos pueden monitorear y determinar lo que está sucediendo en el mundo real y planificar la acción correctiva apropiada.

Un estudio de Gartner sobre la implementación de IoT en julio de 2018 mostró que el 13% de las empresas que trabajan con proyectos de IoT ya tenían gemelos digitales, mientras que otro 62% estaba trabajando para implementarlos. “Parece que los gemelos de planificación digital son más que una moda pasajera”, afirmó la publicación de River Logic.

Los ingenieros de los años setenta y ochenta utilizaban modelos CAD tridimensionales de equipos de ingeniería complejos para realizar recorridos virtuales. A medida que avanzaba la tecnología CAD, se hizo posible representar el estrés físico, lo que hizo posible realizar pruebas de esfuerzo virtuales. Hoy en día es posible construir modelos digitales “casi perfectos” de equipos reales, como aviones, vehículos autónomos y equipos de perforación, y al ingresar datos reales, como las cargas estáticas y dinámicas experimentadas durante el despegue de aviones, para medir el rendimiento.

"De esta manera, es posible simular el mundo real y cerrar la brecha entre nuestro entorno físico y digital", afirma River Logic. Varias experiencias de la empresa con gemelos digitales se destacan en el sitio web de River Logic.

Gemelo digital de un almacén en el Pacífico-Asia construido por DHL Supply Chain

DHL Supply Chain construyó su primer almacén gemelo digital en el Pacífico-Asia para Tetra Pak, una empresa multinacional de envasado y procesamiento de alimentos con sede en Suiza. El gemelo digital se suministra con datos en tiempo real de manera constante desde un almacén físico en Singapur, que DHL desarrolló para integrarse en la cadena de suministro, según una cuenta en la revista Supply Chain.

"La implementación conjunta de una solución digital de este tipo para mejorar las actividades de almacenamiento y transporte de Tetra Pak es un excelente ejemplo de los almacenes inteligentes del futuro", afirmó Gillet Jerome, director ejecutivo de DHL Supply Chain Singapur, Malasia, Filipinas. "Esto permite operaciones de cadena de suministro ágiles, rentables y escalables".

En el almacén, la torre de control de DHL rastrea las mercancías entrantes y salientes para garantizar que todas las mercancías se almacenen de la manera correcta dentro de los 30 minutos posteriores a la recepción. Los camiones entrantes están equipados con tecnología IoT. Una solución de almacenamiento inteligente desarrollada por Tetra Pak rastrea y simula la condición física y los niveles de existencias individuales en tiempo real, lo que permite una coordinación continua de las operaciones. .

"Esperamos que la asociación con DHL Supply Chain aumente aún más nuestra productividad y mantenga altos estándares en nuestras cadenas de suministro", comentó Devraj Kumar, Director de Logística Integrada, Asia Meridional, Asia Oriental y Oceanía de Tetra Pak.

Gemelos digitales en París protegerán la turbina eólica de las tormentas del mar del Norte

Los ingenieros de GE en París se están asociando con Ansys, un proveedor global de software de simulación de ingeniería, para construir un gemelo digital de una turbina eólica en el Mar del Norte. Uno de los objetivos es maximizar la producción y minimizar el tiempo de inactividad detectando problemas antes de que provoquen una interrupción no planificada. El mantenimiento predictivo se basa no solo en sensores físicos en las máquinas, sino también en sensores virtuales colocados en lugares donde los sensores físicos no se pueden usar, según una cuenta de GE News.

El sensor virtual tiene la capacidad de adivinar con bastante precisión un valor como la temperatura de la presión, mediante el uso de otros datos de sensores y algoritmos inteligentes basados ​​en datos o modelos históricos.

Por ejemplo, los ingenieros de GE han desarrollado un gemelo digital de los motores de guiñada de la turbina eólica Haliade 150-6, que permiten que la turbina de 6 megavatios gire y se coloque en el viento. Usando sensores virtuales, este gemelo digital simula la temperatura en varias partes de los motores.

Utilizando algoritmos basados ​​en Predix, la plataforma de software de GE para Internet industrial, y un enfoque de modelado desarrollado por Ansys, los ingenieros ahora pueden estimar la temperatura del motor en cualquier momento. En Foundry, también pueden monitorear cómo funcionan los motores bajo diferentes tensiones a lo largo del tiempo. En el campo, los ingenieros pueden usar una aplicación con un tablero conectado al gemelo para monitorear la temperatura del motor.

“Para la simulación, gracias al gemelo digital solo necesitamos conocer la corriente para comprender la temperatura y optimizar el uso del motor”, afirmó Sabot.

GE informa que tiene 1,2 millones de gemelos digitales de motores a reacción, turbinas de gas y locomotoras que ya funcionan en el campo.

Lea los artículos y las cuentas fuente en Supply Chain Futures, Digital Twin Consortium, el blog de River Logic, la revista Supply Chain y de GE News.