Прежде чем перейти к статье, хочу вам представить, экономическую онлайн игру Brave Knights, в которой вы можете играть и зарабатывать. Регистируйтесь, играйте и зарабатывайте!
С вами снова Александр Никитин, руководитель направления цифровых двойников компании UMNO.digital. В этой статье я продолжу рассказывать о применении цифровых двойников в промышленности, а именно о том, как можно их использовать для повышения операционной эффективности компаний. На примере обзоров различных индустрий, а также нескольких реализованных мной кейсов опишу, какие задачи по повышению эффективности компаний можно решать с помощью цифровых двойников и какие результаты можно при этом получить.
Начну с того, что цифровые двойники становятся все более востребованным цифровым инструментом. Еще в 2016 году аналитики Gartner впервые внесли технологию цифровых двойников в число самых значимых для ИТ-индустрии, а в 2018 году начали говорить о ее огромном потенциале. Глобальный рынок цифровых двойников в 2021 году оценивался в $6,75 млрд, а к 2029 году может достичь уже $96 млрд.
Я уже подробно рассказывал о применении цифровых двойников в промышленности и не только. Приведу еще несколько примеров, каких результатов удалось достичь различным компаниям за счет применения этой технологии.
Благодаря ЦД компания General Electric на 75% ускорила достижение поставленных целей, на 40% сократила необходимость экстренного обслуживания своих систем и сэкономила свыше $1,5 млрд за счет уменьшения затрат на эксплуатацию турбин, реактивных двигателей и многого другого.
«СИБУР» называет цифровые двойники важной частью достижения «умных результатов» и экономит с ними сотни миллионов рублей в год, повышая выработку газа и оптимизируя производство.
Также согласно прогнозу Gartner, к 2021 году до 50% всех крупных промышленных компаний будут использовать цифровых двойников. При этом темпы их внедрения в геологоразведке и нефтедобыче — одни из самых высоких.
В нефтегазовой и нефтехимической промышленности использование цифровых двойников скважин уже сейчас помогает компаниям экономить от 5 до 20% капитальных затрат.
В компании BP с 2017 года используют виртуальные модели производственных систем на базе системы моделирования APEX. Благодаря решениям APEX за 2017 год мировая добыча нефти увеличилась на 30 тыс. баррелей.
Цифровые двойники помогают BP следить за нефтяными трубопроводами, скважинами и всей технической инфраструктурой в труднодоступных местах, в том числе в Северном море.
В 2020 году, в «Газпромнефть-Хантос» (дочернее предприятие «Газпром нефти») выгода от внедрения цифровых двойников в рамках комплексной трансформации блока разведки и добычи «Актив будущего» превысила ₽2 млрд.
Достичь таких значимых результатов мировые лидеры смогли в том числе за счет постоянного повышения операционной эффективности своих активов, в т.ч. при помощи использования цифровых двойников.
Какие задачи по повышению эффективности компаний можно решать с помощью цифровых двойников:
Оптимизация производственных процессов.
ЦД предприятия позволяет моделировать и оптимизировать производственные процессы, определять узкие места для повышения эффективности производства на отдельных участках и предприятия в целом.Сменно-суточное планирование.
С помощью моделирования в ЦД можно искать оптимальные значения таких параметров как продолжительность смен, количество персонала, объем производства и пр.Улучшение управления запасами
ЦД позволяет оперативно контролировать уровень запасов, определять точки заказа и оптимизировать объемы запасов для снижения затрат на хранение и увеличения общей эффективности.Повышение эффективности использования оборудования
Использование моделирования в ЦД вместе с технологиями IIoT для получения оперативных данных о состоянии оборудования позволяет корректировать параметры и график эксплуатации оборудования, чтобы добиться снижения аварийности и оптимизации затрат на ТОиР.Улучшение логистических процессов
ЦД позволяет оптимизировать логистические процессы, например, путем моделирования поставок и оптимизации маршрутов доставки. Это дает возможность снизить затраты на логистику и повысить эффективность работы.
Теперь давайте рассмотрим на конкретных кейсах как это работает:
1. Цифровой двойник морского порта
Причиной обращения к нам с запросом создания ЦД для крупного порта на юге России стали проблемы с качеством сменно-суточного планирования и оптимизацией загрузки мощностей. Необходимо было разработать инструмент для поддержки принятия более точных и взвешенных операционных решений.
Задачи
повышение точности сменно-суточного планирования
расчет пропускной способности порта и оценка целесообразности заключения новых договоров на дополнительные объемы перевалки.
Цифровой двойник в рамках данного проекта определяет оптимальный порядок действий по ходу смены на основе широкого спектра данных о состоянии порта:
суда, пришвартованные вдоль причалов или стоящие на рейде – текущая и целевая загрузка трюмов, порядок наполнения трюмов в соответствии с сиквенс-планом
складские ячейки – номенклатура груза, наполненность
краны – работоспособность, технические характеристики
вагоны, стоящие на путях и в пути к порту – номенклатура груза, наполненность
Результат
Персонал порта ежедневно использует ЦД при составлении сменно-суточного плана. Его применение позволило повысить среднесуточные объемы перевалки (и, как следствие, выручку) на 4%, а также выявить потенциал для заключения дополнительных договоров и увеличения контрактных объемов на 10%.
2. Цифровой двойник угольного карьера
Еще один интересный проект: к нам обратилась одна из ведущих горнодобывающих групп в СНГ, потому что испытывала проблемы с качеством планирования на одном из принадлежащих ей угольных карьеров. Регулярно не выполнялись планы по извлечению вскрыши, что вело к срыву планов по добыче угля. Необходимо было разработать имитационную модель процессов извлечения вскрыши в карьере.
Задачи
Точное прогнозирование объемов извлечения вскрыши
Оценка эффекта введения в эксплуатацию дополнительного комплекса дробильных установок, конвейеров и отвалообразователей
Определение оптимального количества самосвалов и экскаваторов
Анализ узких мест по переделам, включая декомпозицию потерь производительности на каждом переделе
Определение оптимальной политики управления запасами запчастей
Разработанный двойник точно воспроизводит деятельность 5 основных видов техники на карьере:
Отвалообразователи, формирующие отвалы отработанной породы
Дробилки, помогающие разделить полезное сырье и пустую породу (вскрышу)
Конвейеры, по которым вскрыша доставляется от дробилок к отвалообразователям
Экскаваторы, вычерпывающие породу
Самосвалы, доставляющие породу от экскаваторов к дробилкам
Для достижения максимальной точности моделирования двойник использует большой объем информации по всем видам техники: количество единиц, технические характеристики, график ТО и ремонтов (ТОиР), аварийность.
Отдельное внимание уделялось запчастям, необходимым для ТОиР. Если запчастей не хватает, техника простаивает в их ожидании, что ведет к снижению производительности. Если запчастей закупается слишком много, это увеличивает затраты и снижает оборачиваемость капитала. Задачей двойника было определить оптимальную политику управления запасами запчастей для обеспечения нужд ТОиР.
Результат
Цифровой двойник активно используется компанией для корректировки параметров управления запасами запчастей и оценки различных инвестиционных инициатив. Его применение позволило точно оценить эффект масштабного проекта по увеличению мощностей, а также свести к минимуму простои техники из-за отсутствия запчастей.
Как видно из всего вышесказанного, цифровой двойник – это востребованный современный цифровой инструмент, который помогает компаниям решать целый спектр задач по повышению операционной эффективности, улучшению качества продукции и услуг, снижения затрат и увеличения прибыльности предприятий. Цифровой двойник позволяет получать полную и точную информацию о производственных процессах, оборудовании, складах, поставках, персонале и других аспектах работы предприятия. Это дает возможность предприятию лучше понимать свои производственные процессы, определять узкие места и оптимизировать работу, что приводит к повышению операционной эффективности.
P.S. 25 мая в 11.00 я буду проводить онлайн вебинар об использовании цифровых двойников для повышения операционной эффективности. Буду подробнее об этом рассказывать и покажу несколько реализованных проектов. Если вам интересно, регистрируйтесь по ссылке.
