Потенциальные преимущества технологии захвата реальности и цифровых двойников

Энтони Бутчбейкер основал Spartan Scanning Solutions в июле 2020 года. Компания из Индианы предлагает технологические решения, такие как захват реальности и цифровые двойники, которые предназначены для предоставления операторам автоматических измельчителей и сталелитейным заводам высококачественных данных об их операциях, чтобы они могли лучше их контролировать, повышать безопасность и сокращать потребление энергии. Это лишь некоторые из преимуществ, которые, по его словам, услуги компании могут помочь реализовать пользователям.

«Наша миссия — произвести революцию в переработке в мировом масштабе», — говорит он о Spartan Scanning Solutions. «Мы считаем, что эта технология — путь вперед для многих, многих отраслей промышленности… и я считаю, что сталь и переработка могут стать катализатором перемен и маяком для перемен».

Бутчбейкер стремится начать эту революцию, обучая отрасль технологиям захвата реальности и цифровых двойников.

«С технологиями все сложно, потому что вокруг много дыма и зеркал, много маркетинговой ерунды», — говорит он. «Наша работа — уметь находить дыры в ерунде и находить ценное, а также помогать нашим клиентам решать эти проблемы. Наша работа — предлагать эти решения и приводить эти технологии в соответствие с задачами нашей отрасли».

По его словам, Spartan Scanning ведет переговоры с компаниями по переработке отходов о пилотном запуске технологии компании.

«Мы ищем первопроходцев, чтобы продвигать это вперед. Я думаю, психология переработки такова, что это изначально было так сложно в течение столь долгого времени, что я не знаю, способны ли люди увидеть, что есть лучший путь. Я хочу улучшить безопасность каждого, я хочу улучшить качество их жизни, я хочу улучшить качество нашей планеты. Я хочу просто привить изменения и помочь людям. Этот бизнес не должен быть таким сложным».

Recycling Today (RT): Для тех, кто не знаком с этими технологиями, как бы вы описали их в двух словах?

Энтони Бутчбейкер (AB): Термин «захват реальности» охватывает множество технологий. Это инструмент, который фиксирует существующие условия или условия реального мира. Это может быть видеокамера и вплоть до таких технологий, как лазерное сканирование, БПЛА (беспилотный летательный аппарат), LiDAR (обнаружение и измерение света или метод дистанционного зондирования, используемый для исследования поверхности земли), георадар и фотограмметрия (методы, связанные с измерением объектов реального мира и особенностей рельефа по изображениям). По сути, они создают точные цифровые представления физических объектов или сред. И затем эти цифровые представления могут использоваться для планирования, анализа и мониторинга.

С цифровыми двойниками есть некоторые расхождения вокруг этой технологии. Некоторые люди называют лазерное сканирование или результат захвата реальности цифровым двойником. Мы определяем это как цифровую копию, потому что в этот момент нет обмена данными. Технологии цифровых двойников делают много шагов вперед, создавая динамического виртуального двойника в реальном времени физического актива, процесса или системы. Теперь этот виртуальный двойник, он отражает реальный объект в поведении и производительности и позволяет проводить моделирование, предиктивное обслуживание и более эффективные операции. И для того, чтобы это был настоящий цифровой двойник, должен быть двусторонний обмен данными, поэтому цифровой двойник получает данные от физических активов и наоборот. У вас должен быть этот двусторонний поток информации. Причина этого в том, что цифровая копия будет представлять физическое в реальном времени. Таким образом, когда среда изменяется или изменения вносятся в физические активы в реальном времени, они отражаются в цифровом двойнике. И если какие-либо изменения вводятся в цифровой двойник, они отражаются и в физических активах.

РТ: Действительно ли именно эта взаимосвязанность данных делает их по-настоящему цифровым двойником?

АБ: Да, и он также должен иметь географическую привязку.

Наш самый первый шаг — установление контроля съемки. Мы проводим полную геодезическую съемку участка (которая учитывает кривизну поверхности). И это помещает это цифровое представление в его реальные координаты. Таким образом, когда вы расширяете или масштабируете это в рамках вашей организации, если у вас есть несколько местоположений, каждое из этих цифровых копий также будет представлено в своих реальных координатах.

РТ: В чем преимущество такой географической привязки?

АБ: Это позволяет проводить более точные симуляции. Когда качество данных является одним из самых важных факторов, чем точнее данные, тем более качественные результаты вы получите. И это жизненно важно для симуляций. Если вы запустите симуляцию с плохими данными или плохой информацией, ваши результаты могут не отражать реальность.

RT: Вы упомянули, что ориентируетесь на переработку отходов и сталелитейную промышленность. Какую выгоду они могут получить от этой технологии?

АБ: Наша цель — исключить незапланированные простои, но мы ориентируемся на четыре принципа: сократить время простоя, улучшить техническое обслуживание путем перехода от программ технического обслуживания на основе календаря к программам технического обслуживания на основе времени выполнения — это дает значительную экономию средств и фактически увеличивает срок службы и ценность активов — повысить безопасность, а затем мы переходим к виртуальной реальности и моделированию, где мы можем моделировать различные поломки, не подвергая риску сотрудников или активы.

HSE (охрана труда, техника безопасности и охрана окружающей среды) является огромным компонентом этого. И этот аспект больше связан с анализом общего представления ваших объектов. Вы можете анализировать опасности поскальзывания, спотыкания и падения, любые проблемы соответствия для блокировки/маркировки, точки крепления для обслуживания оборудования, и мы делаем это в контролируемой среде в офисе. Мы можем проработать любой сценарий, который вы можете себе представить. И это также соответствует попыткам решить проблемы нехватки рабочей силы. Использование новейших технологий и новейших технологий показывает молодому поколению, что у вас есть мышление первопроходца, вы реинвестируете в себя, вы не динозавр, и мы используем эти инструменты, чтобы привлекать и помогать удерживать лучшие таланты.

Устойчивость — это другой ключ. Мы нацелены на сокращение потребления энергии на 30–60 процентов. Это само по себе, из года в год, потенциально добавит миллионы долларов к чистой прибыли.

Наша цель — сделать эти компании в целом более прибыльными. Мы хотим, чтобы они производили больше, тратя при этом меньше.

RT: Экономия энергии, как она проявляется? Можете ли вы привести мне несколько примеров?

АБ: Это просто действительно просмотр и анализ того, как все работает. Мы буквально просматриваем и оптимизируем всю систему, чтобы ваши электродвигатели были оптимизированы для оптимального потребления тока и тому подобное. И мы можем также взглянуть на фактический процесс производства и внести в него изменения. Иногда есть шаги, которые не нужны, и мы можем их пропустить. У нас также есть партнеры по энергетике, с которыми мы работаем, которые приходят и смотрят на всю операцию в целом, и они могут дать рекомендации и сроки выкупа для ROI (возврат инвестиций) этих обновлений. И в этом также есть много плюсов, потому что для этих программ доступно много грантов и федерального финансирования. Но наши партнеры по энергетике могут также пойти и договориться о времени работы вне часов пик и тому подобном. Мы также можем настроить их на возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветровая энергия. И это в попытке компенсировать их углеродный след и соответствовать их целям ESG.

RT: Какими еще способами компании могут извлечь выгоду из этой технологии?

АБ: Если у вас есть система сбора пыли или какие-либо трубы, где вы пытаетесь очистить воздух перед его выпуском, мы можем по сути автоматизировать весь этот процесс, чтобы соответствовать экологическим нормам.

Многие крупные шредерные операции используют технологию XRF для анализа качества готового шредера. Цифровой двойник позволяет автоматически передавать эти данные на мельницу, где они могут видеть, каковы уровни ваших запасов за любой период времени, как в прошлом, так и в прогнозируемом будущем. Они могут вносить необходимые корректировки в свой производственный процесс на основе поступающего сырья. Это большой скачок, который принесет эту технологию на мельницу.

Одной из вещей, над разработкой которой мы будем работать, является прогнозирование запасов, которое будет учитывать исторические данные, собираемые этой технологией, и использовать их для прогнозирования уровня запасов. Гипотетически, скажем, у вас есть 12 локаций. В течение следующего года, основываясь на том, как идут дела прямо сейчас, она рассчитает, какими будут ваши прогнозируемые запасы. Я думаю, это будет чрезвычайно ценно для организаций, которые торгуют на открытом рынке. Представьте себе покупателя, который, возможно, немного устал, вы знаете, можете ли вы предоставить мне столько материала? Переработчик может предоставить клиенту эти идеи с такой прозрачностью для их прогнозирования. Я думаю, что это будет огромным преимуществом для устойчивости цепочки поставок с течением времени.

РТ: Я знаю, что система модульная. Можете ли вы рассказать о различных модулях и о том, как они могут дополнять друг друга?

АБ: Для цифрового двойника переработки мы используем несколько разных модулей. Мы начинаем с захвата реальности в качестве первого компонента. И это фактически захват данных визирования в 3D, и это создает нашу цифровую копию физических активов. Наш второй модуль — наша ARVR, или платформа расширенной реальности. Она будет использоваться совместно с отделами кадров и обслуживания. Итак, для обучения сотрудников, адаптации, подбора персонала — все это в будущем будет осуществляться с помощью VR. И мы также немедленно начнем работать с группами обслуживания, чтобы погрузить их в 3D-среду, чтобы начать практиковать плановое обслуживание, профилактическое обслуживание и так далее, и причина этого — повышение безопасности и сокращение несчастных случаев с потерей времени. Затем мы начинаем внедрять нашу аналитику в реальном времени, где мы будем проводить инвентаризацию. Мы переходим к прогнозной аналитике, которая обеспечивает наше немедленное понимание их эксплуатационных данных. И мы объединяем это, разрушаем все разрозненные данные, и именно здесь мы действительно начинаем получать некоторые крутые результаты. Оттуда мы переходим к нашему анализу воздействия на окружающую среду. Мы измеряем и анализируем их экологический след и начинаем искать, как мы можем оптимизировать. Это напрямую связано с их интеграцией цепочки поставок, где мы можем соединить и оптимизировать всю вашу цепочку поставок.

Если бы мы собирались сделать цифрового двойника, это было бы до того, как кто-то обновит свою систему ERP (планирование ресурсов предприятия). Проблема, которую мы видим, заключается в том, что компании, которые сначала делают ERP, не знают, как будет выглядеть их бизнес после внедрения цифровых двойников. Итак, происходит следующее: вы создаете ERP для бизнеса сегодня, а не для бизнеса завтра. Когда мы интегрируем компоненты цифрового двойника, нам, по сути, приходится снова переделывать ERP. Но это очень важный шаг интеграции, который дает нам доступ ко всей цепочке поставок для оптимизации и понимания.

Затем мы переходим к клиентскому опыту, и именно здесь в будущем некоторые компании могут потребовать, чтобы их продукция была переработана определенным образом; они могут захотеть контролировать, как обрабатываются их материалы. Если вы Ford или GM, и у вас есть куча вещей, которые будут переработаны. Если в ваших интересах сохранить низкий углеродный след по всей вашей цепочке поставок, вы захотите выбрать, в каком процессе будут перерабатываться ваши материалы. Я думаю, может быть, через пару лет, именно здесь произойдет большой рост.

И затем у нас есть наш модуль непрерывного обучения и совершенствования. Мы нацелены на циклы улучшения от трех до шести месяцев. По сути, мы приходим, анализируем, оптимизируем и даем нашим клиентам подробный план действий для выполнения. Частота этих циклов улучшения будет определяться вариантом использования или организацией и зависит от того, насколько быстро они хотят двигаться. Они могут захотеть проводить один цикл улучшения в год; они могут захотеть проводить один цикл каждые три месяца. Все зависит только от того, насколько быстро они смогут выполнять и адаптироваться.

РТ: Обязательно ли им использовать все модули или они могут выбирать?

АБ: Нет правильного или неправильного пути. Каждый модуль обеспечивает значительные преимущества по отдельности. И каждый отдельный модуль уже был проверен в нескольких соответствующих отраслях. Полный потенциал нашей системы реализуется, когда все модули интегрированы. Этого никогда не делали раньше. Поэтому у меня пока нет точных цифр относительно того, насколько эта ценность складывается. Мы получим эти ответы очень скоро. Но это позволяет использовать целостный подход к операционной эффективности, прогнозным идеям и постоянному совершенствованию. Но, да, компании могут начать с одного или нескольких модулей. Обычно мы начинаем с нашего основополагающего модуля захваченной реальности, и мы можем получить их рентабельность инвестиций практически с первого дня, просто от самого сканирования.

Существует большая конкуренция между отделами. Есть люди, борющиеся за бюджеты, и это тяжело. То, что мы пытаемся сделать, причина, по которой мы применяем целостный подход, заключается в том, что мы можем согласовать все это с каждым отделом одновременно, где никто не остается в стороне; у каждого есть место за столом. И это значительно повышает ваши шансы на успешную реализацию — просто имея всех на борту с первого дня.

Источник: https://www.recyclingtoday.com/news/potential-benefits-of-reality-capture-and-digital-twin-technology-to-auto-shredder-operators-and-steel-mills/