Tuotannon simulointipalvelut – digitaalinen kaksonen

1.6.2020 Pinja Blogi

Digitaalisen kaksosen hyöty tulee siitä, että sen avulla voidaan testata esimerkiksi erilaisia muutosskenaarioita ja tuotantovaihtoehtoja ennakkoon.

Digitaalinen kaksonen on nyt muotitermi – ja itse asiassa ihan syystäkin. Digitaaliselle kaksoselle on yhtä monta määritelmää kuin on määrittelijääkin, mutta tiivistetysti sitä voidaan kuvata virtuaaliseksi esitykseksi yrityksestä, sen tuotannosta ja prosesseista.

Digitaalisen kaksosen hyöty tulee siitä, että sen avulla voidaan testata esimerkiksi erilaisia muutosskenaarioita ja tuotantovaihtoehtoja ennakkoon, ennen kuin muutoksia tehdään reaalimaailman järjestelyihin. Näin voidaan välttyä monelta riskiltä ja sudenkuopalta, jotka olisivat kenties tulleet yllätyksenä eteen muutettaessa suoraan tosimaailman tuotantoa ja järjestelyjä.

Digitaalisen kaksosen rakentaminen lähtee päätasolla kahdesta olennaisesta asiasta:

1. Digitaalinen simulaatiomalli, joka kuvaa kattavasti haluttua kohdetta

Luotavan mallin laajuus voi vaihdella laajalla skaalalla. Se voi koskea esimerkiksi yksittäistä laitetta, yhtä tai useaa tehdasta tai vaikkapa kokonaista tilaus-toimitusketjua. Mallin laatiminen voidaan myös aloittaa jostain yksittäisestä, rajatusta kohteesta ja laajentaa sitä ajan mittaan tarpeen ja resurssien mukaan.

2. Tosimaailman asiaintilaa edustava data

Data voi koskea esimerkiksi kohteen tai prosessin tämänhetkistä ja historiallista tilannetta, vaikkapa koneen lämpötilaa tai nopeutta. Parhaassa tapauksessa data on kerätty automaattisesti käytännön toiminnasta pitkällä aikavälillä, mutta tarvittaessa sitä voidaan myös generoida itse ja syöttää sitten järjestelmään.

Dataa voidaan päivittää joko jatkuvasti tai harvemmin, riippuen kohteesta ja aihealueesta. Tiheästä päivittämisestä voi olla hyötyä esimerkiksi tuotantoprosessin tai koneen tilan seurannassa, kun taas toimitusketjuja tai ajoreittejä voidaan tyypillisesti seurata ja päivittää harvemmin.

Ja miten tämä kaikki liittyy simulointiin? Karkeasti sanoen digitaalinen kaksonen on pitkälle viety, kokonainen simulointiympäristö. Siirtymä yksittäisestä simulointimallista digitaaliseen kaksoseen tarkoittaa sitä, että rajattuun, kertaluonteiseen kysymykseen vastaamisesta edetään kattavaan malliin, jonka eri muuttujia voidaan säätää halutulla tavalla ja jota voidaan koekäyttää kokonaisuutena ennalta.

Digitaalinen kaksonen tehdään myös alusta pitäen yksityiskohtaisempana kuin kertaluontoinen simulointimalli. Otetaanpa yksinkertainen esimerkki: Yrityksen toimintaan kuuluva tavaransiirto trukilla voidaan luoda digitaaliseen järjestelmään joko tavaran siirtymisen ”viiveenä” tai sitten tarkasti oikeana trukkina kaikkine siihen liittyvine piirteineen. ”Viivettä” käyttäen saadaan kyllä nopeammin vastaus kysymykseen kapasiteetista, mutta jälkimmäisessä tapauksessa käytännön työn suunnittelussa pystytään huomioimaan myös trukin toimintaan liittyvät muut muuttujat, kuten lisääntyvä väistely ja mahdolliset vaaratilanteet, jos trukkien määrä toiminta-alueella kasvaa merkittävästi.

Mitä hyötyä digitaalisesta kaksosesta on

Digitaalinen kaksonen visualisoi tosimaailman tilaa ja tekee uudella tavalla näkyväksi sen, mitä tehtaassa käytännössä ja kokonaisuutena tapahtuu. Visualisoitu kokonaismalli auttaa näkemään ja ymmärtämään paremmin kehityskohteita ja virhetilanteita – halutulla tarkkuudella. Visuaalisesta mallista voi olla merkittävää hyötyä myös muun muassa koulutustarkoituksissa.

Lisäksi digitaalinen kaksonen auttaa tutkimaan ja vertailemaan tulevaisuuden skenaarioita. Miten esimerkiksi layout-muutokset vaikuttaisivat prosessiin ja läpimenoon? Jos uusimme koneita ja laitteita, maksaako investointi itsensä takaisin tuotannon lisäyksellä – ja jos kyllä, niin missä ajassa? Paljonko työntekijöitä tarvitsemme lisää, jos tuotantomäärä tuplaantuu? Ja mihin kohtaan prosessia henkilöitä kannattaa rekrytoida lisää?

Viisaasti rakennettu digitaalinen kaksonen nopeuttaa merkittävästi kehitystyötä.

Simulointi ja digitaalisen kaksosen rakentaminen liittyvät valmistavan alan yrityksessä liiketoiminnan kovaan ytimeen. Siksi ratkaisua ja kumppania valitessa kannattaa muistaa, että toimialaosaamisellakin on merkitystä. Käyttötarpeet poikkeavat aika tavalla toisistaan vaikkapa konepajateollisuudessa, elintarviketeollisuudessa, metsäteollisuudessa ja logistiikassa. Parhaassa tapauksessa toimittaja voi omalla osaamisellaan ja kokemuksellaan esitellä asiakkaalle uusia vaihtoehtoja ja ratkaisuja.

Digitaaliset kaksoset ovat tulossa Suomessakin todella vahvasti valmistavan teollisuuden alalle, ja niistä on hiljalleen tulossa jopa oletusarvo yrityksille, jotka haluavat pysyä kehityksen kärjessä. Viisaasti rakennettu digitaalinen kaksonen nopeuttaa merkittävästi kehitystyötä, ja sitä on verrattain pieni vaiva päivittää ja laajentaa nopeissakin muutostilanteissa, kunhan pohjatyö on tehty hyvin.

Aku Mäkimattila

Kirjoittaja Aku Mäkimattila

Kirjoittaja on Pinjan ratkaisukonsultti, joka etsii työkseen lisätehoja asiakkaiden tuotantoon ja logistiikkaan ja soittaa vapaa-ajalla musiikkia samassa bändissä lastensa kanssa.