数字孪生：优化包裹分拣的新帮手

作者：Anders Lildballe & Lars Guldager

大约五年前，这个富有想象力的概念开始出现。当时，这只是一些行业专家正在试验的东西，但没有什么过于具体的东西。慢慢地，这些窃窃私语变成了谈话。现在，我们可能正处于行业真正突破的边缘。在这篇问答文章中，我们提出并回答了关于您最喜欢的新同事——数字孪生的每一个重要问题。

什么是数字孪生？

让我们从头开始：除了一个听起来像是从科幻小说中提取出来的概念之外，什么是数字孪生？数字孪生是物理世界中存在的某物的数字表示——例如分拣系统。由于系统的大小和复杂程度，很难获得此类系统的完整概览。通过观察数字孪生，您将获得对实际系统及其流程在物理世界中的外观和功能的概览和良好理解。为了使数字孪生成为有价值的资产，它必须是已安装的实际系统的详细而准确的表示。基本上是数字镜像。

是什么构成了数字孪生？

数字孪生是两个组成部分的组合：数据和给定系统的表示。表示可以是二维或三维的，具体取决于解决方案提供商。例如，BEUMER Group在创建系统的数字孪生表示时仅使用 3D 模型。数据在表示之上添加了一个视觉层，使信息与操作系统的员工相关。该表示是传达数据的工具。数字孪生创建了系统的实时表示，其中包含温度、振动、功耗、机械和电气状态以及系统吞吐量等层。这些层是从数据中提取的。它听起来可能类似于 SCADA，但数字孪生提供了更高级别的信息和视角。SCADA 是当前状态的图像，而数字孪生则描绘了过去、现在和未来。一个非常有价值的功能是您可以使用过滤器观察数字孪生。您可以观察整个分拣系统，同时只关注容量、温度、功耗等。这是一种比观察物理系统更快、更有效的信息收集方式。

如何收集数据？

有几种方法可以从包裹配送中心的sortation system收集数据。 首先，您从sortation system内部的 PLC 收集数据。 PLC 本质上是内置于各种机器中的控制系统，用于检测操作和设备事件。 此外，从传感器收集数据可能很有用。 这通常是一种更昂贵的方法，但如果无法通过 PLC 获得必要的数据点，这可能是成功的方法。 现代sortation system通常配备一个高级控制器，可以从中收集数据。 如果可用，这绝对是最简单、最有效的数据收集方式。

如何将数据转换为数字孪生？

通常，其工作方式是系统提供商将协助配送中心建立一个从sortation system收集数据的基础设施。这包括从 PLC 或传感器提取数据。收集的数据从配送中心实时传输到系统提供商。提供商处理数据并通过高度先进的可视化软件运行它。也可以使用本地孪生，但是，这需要用于处理和可视化数据的本地基础设施。无论哪种方式，结果都是数字孪生——以 2D 或 3D 形式重新创建的sortation system版本。

在使用数字孪生时，如何维护数据安全？

配送中心应仅与努力以安全方式处理数据的解决方案提供商合作。但重要的是要记住，系统提供商完全依赖于他们为其客户提供网络安全的能力。配送中心在安全处理数据的雄心壮志中并不孤单。此外，一些系统提供商提供一个过滤器，可以从传输给他们的数据中删除个人身份信息。

获取完整概述：阅读包裹分销商的数字化指南。

是什么让数字孪生如此有效？

数字孪生可以帮助配送中心以多种不同的方式，例如，识别任何即将发生的操作问题或要进行的实时调整。从广义上讲，它们的关键属性是优化available capacity的利用方式。在配送中心实施数字孪生后，吞吐量提高 20-30% 并不罕见。数字孪生还可以对实时分拣场景和以未来生产为中心的战略规划产生重大影响。因此，配送中心专业人员——无论是从事维护、运营还是管理工作——都可以期望从数字孪生的有用性中受益。 阅读更多关于不同员工如何从数字化中受益的信息。

short term，数字孪生可以实时了解在给定时间点sortation system的利用率。因此，数字孪生使配送中心能够进行即时、即时调整，以实时提高吞吐量。long term，数字孪生为管理人员模拟生产场景提供了一个特殊而宝贵的机会。他们可以尝试不同的流程策略，并为任何未来的包裹组合找到最具生产力的流程策略。然后，管理人员可以选择正确的策略，因为他们已经看到了策略在屏幕上的发挥。想象一下：可以自由地从模拟多种不同策略中获得见解，并且能够始终识别出提供最高吞吐量的策略。无需花费任何实际资源或冒选择效率低下策略的风险。最后，您还可以使用数字孪生来直观地重播过去的流程并详细研究其组成部分。正如任何在大型配送中心从事管理工作的专业人士都会证明的那样，实时关注运营的每个部分根本不是一种选择。因此，由于没有人能够发现根本原因，错误可能会继续重复出现。

“实时关注运营的每个部分根本不是一种选择。”

有了数字孪生，这一切都改变了。

数字孪生如何发现隐藏的事件

配送中心的事件通常非常明显，只是很难关注sortation system的每个方面，并查看隐藏在数据噪声中的内容。借助数字孪生，配送中心可以放大sortation system的每个角落和缝隙。如果您想检测系统中出现瓶颈的原因，或者如何根据当前的包裹组合分配操作员，这将非常有用。当然，只有使用数字孪生，您才能观看您的sortation system如何处理高峰季节，例如黑色星期五的慢动作版本，并模拟您的系统下次面临高峰购物假期时的流程策略。这一切都是为了从您的系统中获得最大的吞吐量——无论是现在还是将来。

分销商如何开始使用他们自己的数字孪生？

让我们将该过程分解为四个基本步骤：

1. 确保承诺

采用数字孪生代表着在数字化方面向前迈出了一大步。 有了数字孪生，您的配送中心的每个级别都会涌现出许多机会。 但是，要充分发挥数字孪生的潜力，您的组织需要学习如何使用它。 您需要致力于使用数字孪生的过程。

2. 收集数据

您需要建立一个结构来从您的sortation system收集数据。通过 PLC 或传感器。需要大量数据才能为数字孪生带来生机。确定要收集哪些数据可以与您的系统提供商合作完成。

3. 构建数字孪生

系统图纸用作构建实际系统的 2D 或 3D 表示的基础。数据和系统表示的组合成为您的数字孪生——一个可视化层，使数据与操作系统的员工相关。

4. 使用数字孪生

确定组织中的多个角色如何从使用数字孪生中获得最大的好处。维护人员可以使用数字孪生来调查系统的实际状态。运营人员可能希望使用它来提高实际吞吐量，而管理人员可能希望调查未来的生产场景。如果没有系统提供商的帮助，成功完成这四个步骤非常困难。对于大多数配送中心来说，第一个实际步骤可能是研究市场上可以帮助公司实现其目标的系统提供商。您想了解更多关于数字化对您的配送中心的潜力吗？阅读我们的关于包裹分销商数字化的电子书。