Cyfrowy bliźniak w logistyce i magazynie

Cyfrowy bliźniak (ang. digital twin) to jedno z narzędzi, które realnie usprawnia działania w wielu branżach. Nie inaczej jest w logistyce, gdzie wykorzystanie cyfrowych bliźniaków staje się coraz bardziej popularne. Cyfrowe kopie realnych obiektów (budynki, maszyny, pojazdy, itd.) bądź procesów mogą wprowadzić wiele optymalizacji do prawdziwego życia. W naszym wpisie przypatrzymy się temu, w jaki sposób digital twins wspierają optymalizację procesów logistycznych.

Nasz artykuł przybliży Ci następujące tematy:

• Jakie są przykłady zastosowania technologii cyfrowego bliźniaka w logistyce?
• W jaki sposób wykorzystuje się cyfrowego bliźniaka magazynu?
• Jakie są korzyści z zastosowania cyfrowych bliźniaków w logistyce?
• Jakie są wyzwania w korzystaniu z cyfrowego bliźniaka w logistyce?

Jakie są przykłady zastosowania technologii cyfrowego bliźniaka w logistyce?

Cyfrowy bliźniak to wirtualna replika rzeczywistych obiektów. Powstaje w celu przeprowadzenia symulacji cyfrowych, które można przeprowadzać dowolną liczbę razy, co ogranicza konieczność fizycznego prototypowania. Cyfrowe bliźniaki tworzone są w oparciu o:

• Internet rzeczy (IoT),
• chmurę,
• rzeczywistość wirtualną, mieszaną i rozszerzoną,
• sztuczną inteligencję.

Dowiedz się więcej: Sztuczna inteligencja w przemyśle, Cyfrowy bliźniak w przemyśle

W branży logistycznej digital twins wykorzystywane są w przeróżny sposób. Jednym z przykładów zastosowania cyfrowych bliźniaków jest zarządzanie łańcuchem dostaw, np. w branży farmaceutycznej lub spożywczej. Cyfryzacja łańcucha dostaw może objąć każdy element, od produkcji, poprzez popyt klientów, aż po zapasy. Bliźniak łańcucha dostaw ułatwia przewidywanie wzrostu popytu oraz takie planowanie, by jak najlepiej odpowiedzieć na zainteresowanie odbiorców. Dodatkowo cyfrowe bliźniaki w transporcie umożliwiają pełne śledzenie ładunków, to jest ich lokalizacji, statusu czy warunków przechowywania, co jest szczególnie istotne w przypadku firm logistycznych transportujących żywność czy leki. Cyfrowe bliźniaki w zarządzaniu zapasami przydają się do monitorowania stanu przechowywanych produktów, ponieważ mogą wychwycić odpowiednio wcześnie zepsute towary.

Wnioski wyciągane z analizy danych pozwalają optymalizować proces logistyczny i podnosić wydajność pracy. Cyfrowe bliźniaki logistyki dają także możliwość sprawniejszego zarządzania flotą transportową. Oprócz tego, że mogą monitorować w czasie rzeczywistym dane dotyczące zużycia paliwa i podzespołów (cyfrowe bliźniaki w przewidywaniu awarii i utrzymywaniu ruchu), mogą także optymalizować trasę przejazdu. Kompleksowość możliwości wykorzystania cyfrowego bliźniaka w logistyce powoduje, że coraz częściej mówi się o opcji tworzenia kompletnie autonomicznych systemów logistycznych. 

Kolejnym z miejsc, gdzie znajdą zastosowanie cyfrowe bliźniaki, jest transport morski. Statki, które muszą wypłynąć w dalekie i często niebezpieczne trasy, szczególnie skorzystają na wykorzystaniu tej nowoczesnej technologii cyfrowej. Wykorzystanie cyfrowego modelu, a także późniejsze monitorowanie i utrzymanie ruchu, pomagają zdecydowanie podnosić efektywność operacyjną. Konkretna jednostka jest oddawana 1:1 w wirtualnej replice, uwzględniając także objętość kontenerów czy ładunek. Następnie analizuje się dane związane z utrzymaniem i podróżą statku, takie jak:

• informacje pochodzące z czujników zamontowanych np. przy silniku, umożliwiające monitorowane w czasie rzeczywistym, co umożliwia odpowiednią konserwację i wyprzedzanie awarii. Takie wykorzystanie cyfrowego bliźniaka pozwala minimalizować przestoje.
• informacje pochodzące z obserwacji satelitarnej, połączone ze sposobem działania konkretnego statku, co daje możliwość pełnej kontroli drogi.

Z cyfrowego bliźniaka w logistyce korzystają również porty, m.in. w Rotterdamie i Livorno. Bliźniak może odwzorowywać nadbrzeże czy dźwigi, ale także operacje portowe (bliźniak procesu logistycznego), np. dzięki symulowaniu potrzebnej obsługi ładunków i planowaniu procesów magazynowych. Symulacja procesów logistycznych umożliwia prowadzenie identyfikacji potencjalnych problemów oraz optymalizowanie przepływu pracy jeszcze zanim wprowadzi się je w życie.

Cyfrowe bliźniaki rewolucjonizują także inne obszary pracy w porcie – stworzono tzw. „cyfrowe delfiny”. Powstały one poprzez umieszczenie czujników na ścianach nadbrzeża oraz bojach. Ich celem jest zbieranie danych o pogodzie i pływach.

W jaki sposób wykorzystuje się cyfrowego bliźniaka magazynu?

Cyfrowe bliźniaki w magazynach to oczywiście kolejny sposób na wykorzystanie tej przydatnej technologii. Tak jak w innych przypadkach, tak i tutaj digital twins mogą wspierać przeróżne obszary, zarówno jeśli chodzi o obiekty rzeczywiste, jak i całe procesy magazynowe. Co ważne, cyfrowy bliźniak może być wykorzystywany także tam, gdzie rzeczywisty obiekt jeszcze nie istnieje. Na przykład, jeśli planowany jest nowy magazyn, cyfrowy bliźniak może pomóc zweryfikować każdy aspekt jego działania, na długo przed rozpoczęciem budowy.  

Wykorzystanie cyfrowego modelu magazynu ułatwia na przykład ocenę konstrukcji regałów i poziom bezpieczeństwa dla pracowników hali, np. podczas trzęsień ziemi, ale także w codziennej pracy, kiedy to stabilność oraz zgodność z obowiązującymi przepisami czy normami ISO ma ogromne znaczenie. Cyfrowe bliźniaki w projektowaniu magazynów mogą także wspierać optymalne wykorzystanie przestrzeni tak, by zmieścić na hali jak najwięcej towaru. Kolejną z opcji jest także optymalizacja procesów magazynowych w taki sposób, by droga do podejmowanego produktu była jak najkrótsza, co skraca czas kompletacji. 

Cyfrowe bliźniaki w symulacji procesów magazynowych mogą znajdować wąskie gardła i umożliwiać optymalizację procesów logistycznych, na przykład poprzez sugerowanie w czasie rzeczywistym zmian w zatowarowaniu w nawiązaniu do wzrostów popytu. Zaletą digital twins jest fakt, iż kierownik magazynu może testować cyfrowy model i przeprowadzać symulacje tyle razy, ile tylko zechce i w dowolny sposób, bez ingerencji w realne, trwające obecnie działania. Dzięki temu ulepszane są zarówno pojedyncze procesy magazynowe (takie jak generowanie list kompletacyjnych czy kompletacja towarów), ale także powiązania pomiędzy nimi. Cyfrowe bliźniaki niezwykle przydają się również w analizie efektywności i monitorowaniu KPI. 

Cyfrowe bliźniaki potrafią dodatkowo automatyzować pracę w magazynie i na bieżąco uczyć się jeszcze lepszego działania w oparciu o dane i przeprowadzane symulacje. Z pomocą sztucznej inteligencji można skutecznie zaplanować zadania dla autonomicznych pojazdów i wskazać im do wykonywania konkretne, powtarzalne czynności, a następnie zaplanować je w taki sposób, by nie kolidowały one z pracami ludzi na hali. Planowanie procesów magazynowych może także uwzględniać automatyczne pobieranie danych o lokalizacji konkretnych towarów oraz wózków widłowych, a następnie udostępnianie szczegółowych informacji pracownikom magazynu czy terminalu przeładunkowego. 

Cyfrowy bliźniak pozwala także skuteczniej wdrożyć system WMS dzięki symulowaniu możliwych rozwiązań w cyfrowej rzeczywistości, jeszcze zanim oprogramowanie zostanie realnie zaimplementowane. Cyfrowa symulacja pomaga uniknąć ewentualnych pomyłek i skraca czas konfiguracji, a także może stanowić kopię bezpieczeństwa realnego systemu. Kolejną z zalet jest możliwość prowadzenia szkoleń dla nowych pracowników w wirtualnej replice magazynu, zanim przystąpią oni do wykonywania swoich zadań na hali. W ten sposób ogranicza się ryzyko popełnienia pomyłki w trakcie rzeczywistej kompletacji. 

Jakie są korzyści z zastosowania cyfrowych bliźniaków w logistyce?

Istnieje wiele zalet cyfrowych bliźniaków w logistyce. Poniżej wymienimy najważniejsze z nich:

• lepsze zrozumienie sposobu działania firmy – technologia pomaga odzwierciedlić procesy i dogłębnie je przeanalizować z różnych perspektyw (np. cyfrowe bliźniaki w wizualizacji procesów, cyfrowe bliźniaki w symulacji procesów, cyfrowe bliźniaki łańcucha dostaw),
• bieżące monitorowanie w czasie rzeczywistym – dzięki cyfrowym bliźniakom możliwy jest precyzyjny i bieżący wgląd np. w procesy związane z utrzymaniem ruchu, a także m.in. lokalizowanie konkretnego samochodu i optymalizowanie jego trasy w oparciu o aktualną pogodę,
• polepszenie obsługi klientów – cyfrowe bliźniaki w logistyce zwiększają pewność dotrzymania terminów dostaw oraz zapewniają wysoką jakość (np. cyfrowe bliźniaki w ocenie efektywności). Umożliwiają także łatwe dostosowywanie się do indywidualnych wymagań poszczególnych klientów (np. konkretny sposób tworzenia palet),
• optymalizacja procesów logistycznych – cyfrowe bliźniaki umożliwiają symulację nieskończonej liczby wariantów, co pozwala zarówno zidentyfikować obszary wymagające poprawy, jak i realnie je usprawnić, poprawiając wydajność. Algorytmy mogą uczyć się specyfiki pracy danego miejsca, a następnie na bieżąco dostosowywać się do aktualnie panujących warunków,
• wyprzedzanie możliwych awarii – wdrożenie cyfrowego bliźniaka umożliwia monitorowanie stanu rzeczywistego maszyn czy podzespołów, co przekłada się na niższą awaryjność oraz obniżenie czasu przestojów i zapewnienie wysokiej jakości łańcuchów dostaw,
• zwiększenie bezpieczeństwa – wykorzystanie technologii cyfrowego bliźniaka w logistyce pozwala uniknąć wypadków na hali magazynowej czy w porcie morskim,
• ułatwienie w podejmowaniu decyzji – wykorzystanie cyfrowego modelu predykcyjnego oraz ekspresowy dostęp do danych zbieranych z wielu źródeł umożliwiają oparcie decyzji biznesowych o dodatkowe, cenne wskazówki (np. cyfrowe bliźniaki w analizie ryzyka).

Jakie są wyzwania w korzystaniu z cyfrowego bliźniaka w logistyce?

Cyfrowe bliźniaki w magazynach i logistyce oznaczają sporo korzyści, jednak jest też kilka elementów, na które warto zwrócić uwagę. Pierwszym z nich jest kwestia zasobów wiedzy – na rynku nie ma jeszcze łatwego dostępu do wielu specjalistów, którzy mają doświadczenie w tworzeniu cyfrowego bliźniaka w logistyce. Warto więc dokładnie zorientować się, jakie umiejętności posiada Twój partner informatyczny. 

Kolejną kwestią jest umiejętne włączenie koncepcji cyfrowych bliźniaków w całościową strategię firmy, a później – zaangażowanie pracowników w proces implementacji tego rozwiązania cyfrowego. Z początku może się ono wydawać nierentowne lub trudne do obsługi, jednak w długiej perspektywie przynosi spore oszczędności i jest źródłem nieocenionej pomocy. Zmiana w podejściu do pracy musi objąć zarówno szeregowych pracowników, którzy muszą zrozumieć sens gromadzenia danych, jak i zarząd firmy, który musi nauczyć się podejmować decyzje w oparciu o zupełnie inny sposób prowadzenia biznesu. 

Trzeba jednak przyznać, że zalet z wdrożenia cyfrowego bliźniaka jest na tyle dużo, że warto naprawdę dobrze przygotować się do jego implementacji, by zyskać pełnię korzyści.