Ontwikkel eerst een fit-for-purpose model, ontwerp daarna een fit-for-purpose digital twin
Drie jaar lang onderzochten we voor het Raakproject Toward The Digital Factory bij MKB bedrijven hoe we een digital twin konden ontwikkelen en invoeren. Met als doel: de productiedoorlooptijd korter en betrouwbaarder te maken, door real time de productie te simuleren en te optimaliseren. We nemen u graag mee in ons denkproces en de uiteindelijke paper die we in juni tijdens de internationale MIM2022 conferentie in Nantes presenteerden.
Start van het onderzoeksproject
De onderzoeksvraag was helder, maar in de loop van het project liepen we als onderzoekers tegen een probleem op: het was niet duidelijk wát we precies moesten ontwikkelen. Om te weten wat je wilt twinnen, moet je weten waarvoor je het gebruikt. Je moet dus het precieze doel weten, dit bepaalt namelijk wat je wilt bereiken met het realtime simulatieprogramma en hieruit volgt: welke gegevens je wilt verzamelen, welke onderdelen van het proces je in de simulatie modelleert, welk detail de output heeft (en dus in welk detail berekend) enzovoort.
En dat doel bleek lastig te bepalen, want wie gaat de digital twin gebruiken? De planner voor de komende week? De verkoper voor het afsluiten van een order voor volgende maand? De operator om haar machine in te stellen? De productiemanager om te optimaliseren tussen processen? En wil het bedrijf de uitkomsten van de twin gebruiken voor de doorlooptijd, of ook om onderhoud te plannen of de kwaliteit te verbeteren?
Verschillende functies in een productiebedrijf hebben verschillende belangen en de verschillende hiërarchische niveaus kijken met verschillende tijdshorizonnen.
En wat nu te modeleren in de digital twin? Hier hebben de onderzoekers van het lectoraat hun hoofd over gebroken.
MIM2022 Nantes
Gerlinde Oversluizen en Menno Herkes van ons lectoraat presenteerden, over dit probleem, op de MIM 2022 conferentie in Nantes op 23 juni een paper. De MIM 2022 is een van de grootste wetenschappelijke conferenties op het gebied van planning en control van productie en logistiek. Deze conferentie stond in het teken van het gebruik van smart technologie.
Systeemmodel
We ontwikkelden een Digital Twin systeemmodel (voortbouwend op het Steady State model van Jan in ’t Veld). Dit model geeft een organisatie inzicht in de verschillende mogelijkheden van de digital Twin én ondersteunt het bedrijf bij het maken van keuzes over het doel van twinnen. Het model onderscheidt de verschillende productiefuncties en de hierbij horende plannings- en controlfuncties. Ook geeft het helderheid in de managementniveaus en de verschillende mogelijke beslissingen.
Op basis van het model kan een digital twin specifiek worden ontwerpen die past bij de doelstelling van het bedrijf.
Wat betekent real time?
Bij het ontwikkelen van het model dachten we na over “real time”. Als je continu, elke seconde, alle planningsinformatie verzamelt en naar een computer stuurt, kan je je voorstellen dat een simulatieprogramma niet niet meer kan behappen en dat elk bedrijfsnetwerk overbelast raakt. Dit is ook niet nodig. Voor het bouwen van een onderzeeboot, dit duurt jaren, kijkt de scheepswerf een paar maanden vooruit, een MKB metaalbedrijf kijkt een week of twee vooruit. Dit noemen we in ons paper: de Twinning Time Fence. De scheepswerf gebruikt de twin misschien een of twee keer per maand, het metaalbedrijf bij het afgeven van de weekplanning op maandag en wellicht voor een update op woensdag. Dit noemen we de Refreshing Mode: wanneer de output wordt gebruikt. Hieruit blijkt dat een bedrijf niet continu de voortgang hoeft te weten, maar op moment dat het nodig is. Dit noemen we de Twinning Rate.
Real time betekent dus niet continu, Real time voor twinnen hangt af van de tijdshorizon van de productie en dus (alweer!) het doel van de twin.
Het centrale thema van ons paper is daarom: ontwikkel eerst een fit-for-purpose model en ontwerp daarna een fit-for-purpose digital twin.
Meer informatie
Wilt u graag de paper ontvangen zodra deze beschikbaar is?
Stuur ons dan een interessebericht:
lectoraat.lean@han.nl
Of neem contact op met onze onderzoekers: