CNH公司是全球資本貨物的領導者。它由意大利投資公司Exor進行財務控制,由包括凱斯、紐荷蘭和依維柯在內的12個品牌組成。通過其品牌,CNHI設計、生產和銷售各種的農業、工業和商業車輛和動力系統。CNH在全球180個國家的66個制造工廠和53個研發中心擁有63,000多名員工。該公司在紐約證券交易所上市,是意大利股票市場指數的組成部分。
Fair Dynamics主要在米蘭以外的地區運營,在銀行、制造業和公共服務等多個行業提供廣泛的咨詢服務。該公司最近被Engineering Ingegneria Informatica S.p.A.收購,一家在意大利和國際上提供軟件和IT服務的供應商。2017年,合并營業收入超過10億歐元。
Fair Dynamics采用創新技術解決工業問題并提高效率,主要方法是運用建模和仿真。為此,該公司自2010年以來一直在使用AnyLogic平臺,Fair Dynamics是AnyLogic在意大利的分銷商。
制造過程正變得越來越數字化。普遍認為,現在我們正進入第四個工業時代(工業4.0),并且已經開始向智能工廠過渡。在智能工廠中,運用網絡物理系統監視物理過程、創建物理世界的虛擬副本、進行分散決策。數字孿生是這些系統運行的核心。
隨著數字化進程的推進,很多企業都在嘗試人工智能、云計算等新技術,希望逐步向智能工廠轉型,并從中受益。
CNH工業認為要開始應用工業4.0新的技術,設施維護流程是一個有前途的領域。在汽車和相關行業,停機造成成本可能會非常高。對于像CNHI這樣的全球企業來說,停機一分鐘的成本可能高達16萬美元以上,并且這個數字還在逐年上升。因此,改進設施維護流程以減少停機時間可以帶來顯著的成果。確定最關鍵的區域,即使是非常小的比例改進也可以節省大量資金。
因此,CNH工業公司希望嘗試一種數字工具用于評估和選擇不同維護政策,并在一個試點項目上與Fair Dynamics達成一致。他們決定專注于處理依維柯日常貨車底盤焊接的單一生產線(意大利Suzzara工廠的Mascherone系列)。在虛擬環境中,創建這條線的數字孿生。該仿真可使CNHI管理層能夠在各種情況下了解備案維護策略的優點,并做出更好的維護決策。
選擇Suzara工廠運用生產數字孿生并不是隨機的CNH Industrial采用世界級制造(WCM)原則,這是一個不斷改進的創新計劃。當時,CHNI只獲得了一項WCM金獎,而位于Suzazara的依維柯(Iveco)工廠則非常可能獲得第二個WCM金獎。CNHI希望看到新技術怎樣幫助實現這一目標。
本次數字孿生項目專注于特定生產線——依維柯貨車底盤焊接生產線。 該線可以用貫穿多個站的輸送機表示。用戶要求Fair Dynamics將注意力集中在自動焊接站(圖中橙色方塊)上,當一輛貨車停在其中一個工位時,機器人就會協同工作完成焊接。
焊接槍有一個致命的弱點—— 層狀包裝(一種在操作過程中必須彎曲的導體)。焊接槍移動過程中會逐漸導致銅板層的損壞。當損壞變得嚴重并且充分改變導電性時,它可導致層狀包裝本身的熔化。雖然通常更換銅板層在幾分鐘內就可完成,但銅板層出現問題到層狀包損壞可能需要幾個小時。選擇使用可以監控和預測銅板層運行狀況的數字孿生就可以大大減少停機時間。
Fair Dynamics構建了基于智能體的數字孿生,利用以下智能體:
通過以這種方式構建數字孿生,Fair Dynamics可以為測試和使用引入三種基本的維護策略:
在這個項目中,已經證明AnyLogic軟件對創建數字孿生非常有用。除了使用基于智能體的建模方法之外,還運用了自定義功能,使Fair Dynamics的數字孿生可以定制其預測ELF(機器學習)模型。在這類系統中,建模和機器學習技術的集成是具有巨大潛力的。
通過使用AnyLogic,數字孿生與外部數據源對接。從外部數據源導入生產順序、車型焊點、機器人生命周期曲線等數據,運行時由智能體自動讀取。此外,可以將系統作為獨立應用程序導出并交付給多臺計算機,從而減少數據約束和IT部門的需求。
在“數字孿生”的幫助下,CNHI的管理人員和專家可以獲得不同維護策略配置的經濟和生產后果的詳細信息和演示性信息。這是通過運行各種假設場景來實現的,在這些場景中,用戶不僅可以更改不同的核心參數(例如維護策略、生產計劃、工作日程等)。而且如果需要,還可以改變線路或機器人的特性。
該系統可以處理近期和遠期的未來,而且,使用數字孿生進行仿真易于使用工具來分析和比較方案 - 使人們能夠快速了解流程更改如何影響維護成本。數字孿生可以提供各種數據,包括總產量、維護時間、備件總成本和維護工作成本。 簡而言之,數字孿生是建立高效生產線運營的詳細而全面的工具。