Digitale Zwillinge: 3 Beispiele für die Anwendung im Logistiksektor

30 August 2021

Die Technologie der digitalen Zwillinge, auf Englisch „Digital Twins“, verbindet das Internet der Dinge und „Machine Learning“, um das Verhalten von Strukturen, Systemen oder Maschinen zu simulieren. In der Logistik wird diese Technologie mit verschiedenen Zielsetzungen genutzt, wie die digitale Reproduktion des Verhaltens eines Hochregallagers in Silobauweise, Prognose, wie Nachfragespitzen bewältigt werden können, oder die 3D-Visualisierung sowohl des Lagers als auch der Arbeitsabläufe der Lagerarbeiter.

In diesem Artikel wird die Anwendung der Technologie der digitalen Zwillinge im Logistiksektor an 3 Beispielen erläutert, die zeigen, wie dieses Werkzeug zur Optimierung des Designs, der Konstruktion und der Abläufe des Lagers beitragen können.

Was sind digitale Zwillinge?

Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Nachbildung eines Prozesses, einer Maschine oder eines Objekts, die das Verhalten der realen Entsprechung genau simuliert. Mithilfe von Technologien wie dem industriellen Internet der Dinge und Big Data wird das gewünschte Objekt oder der gewünschte Prozess digital reproduziert, um zu überwachen und zu analysieren, wie sich dieses/dieser in unterschiedlichen Szenarien verhält.

Diese Technologie erzeugt sehr präzise computeranimierte Darstellungen zur Untersuchung der Effizienz eines Logistik- oder Produktionsprozesses und zur Beurteilung seiner Durchführbarkeit in einer Einrichtung. Hierfür werden cyber-physische Systeme genutzt: Mechanismen, die die physischen Objekte mit der virtuellen Software verbinden, um alle über einen Prozess verfügbaren Informationen zu kontrollieren und zu erhalten.

Die digitalen Nachbildungen bieten zwei wichtige Vorteile: einerseits helfen sie bei der Erstellung von Hypothesen und Szenarien, um jede Art von Fehlern und Situationen vorauszusehen, und andererseits tragen sie zur Optimierung der Funktionsweise der verschiedenen Arten von Prozessen und Vorgängen bei.

El SGA de Mecalux cuenta con herramientas como Easy Builder o Easy Assistant para aplicar la tecnología de digital twins
Die LVS von Mecalux verfügt über Werkzeuge wie den Easy Builder oder den Easy Assistant zur Anwendung der Technologie der digitalen Zwillinge

Welche Vorteile bieten die digitalen Zwillinge für die Logistik?

Es gibt viele Beispiele für den Einsatz von digitalen Zwillingen im Logistiksektor. Ihre Anwendung gestattet die Optimierung der Prozesse im Lager, Senkung der Betriebskosten, Begrenzung von Fehlern und Förderung einer effizienten Logistikplanung.

Die digitalen Nachbildungen können für Folgendes eingesetzt werden:

  • Überprüfung der Stabilität der Struktur des Lagers oder Untersuchung seines Verhaltens im Falle eines Erdbebens oder anderer meteorologischer Phänomene.
  • Bewertung der Effizienz der Logistikprozesse und der Einführung von Veränderungen bei der Logistikplanung mit dem Ziel, die Produktivität der Anlage zu erhöhen.
  • Ermöglichung einer schnelleren und effizienteren Implementierung eines Lagerverwaltungssystems (LVS).

Letzteres ist eines der deutlichsten Beispiele dafür, wie die digitalen Zwillinge zu einem entscheidenden Logistikwerkzeug werden können. Während des Prozesses der Softwareimplementierung stellt die digitale Simulation den geeigneten Einsatz der LVS  sicher, indem zuvor alle Bewegungsflüsse von Maschinen und Waren, die in der Logistikanlage stattfinden, nachgebildet werden, um das Erkennen von Fehlern und Ineffizienzen zu erleichtern.

La instalación de estanterías sismoresistentes en el almacén del Grupo Rossignol es uno de los ejemplos de uso de gemelos digitales en el diseño de almacenes
Die Installation von erdbebensicheren Regalen im Lager der Rossignol-Gruppe ist ein Beispiel für die Verwendung der digitalen Zwillinge beim Design des Lagers

Anwendung der Technologie der digitalen Zwillinge in der Logistik: 3 Beispiele

Hier sind 3 Beispiele, die zeigen, wie nützlich die digitalen Zwillinge sein können, um die Produktivität und die Sicherheit der Logistikanlagen zu optimieren.

Software für statische Berechnungen

Die wichtigsten Lieferanten von Intralogistiklösungen nutzen ein Programm für statische Berechnungen zur Sicherstellung der Stabilität der Lagersysteme, des korrekten Designs des Layouts des Lagers und Erfüllung der in dem jeweiligen Land geltenden Standards.

Die durch die Software erstellte digitale Nachbildung wird widrigen meteorologischen Bedingungen ausgesetzt, wie Regen, Wind oder Schnee. Tatsächlich ist dieses Programm insbesondere in Regionen mit einem erhöhten Erdbebenrisiko nützlich, da seine Verwendung in der Design- und Implementierungsphase des Lagers die Sicherheit der Struktur, der Lagersysteme, der Ware und vor allem der Arbeiter gewährleistet.

Mecalux nutzte eine Software mit diesen Eigenschaften für das neue Lager der Rossignol-Gruppe in Saint-Étienne-de-Saint-Geoirs (Frankreich) mit dem Ziel, die Struktur sicherer zu machen. An einer digitalen Nachbildung, die auf der Grundlage von Daten wie dem Lagerdesign, den dynamischen Lasten und dem zu installierenden Lagersystem konfiguriert wurde, wurde die Widerstandsfähigkeit der Regale im Falle eines möglichen Erdbebens getestet. Daraufhin wurde entschieden, erdbebensichere Regale, die die Norm UNE/EN 16681 erfüllen, zu verwenden.

Automatic Warehouse Studio (AWS)

Die Software Automatic Warehouse Studio, die Mecalux bei seinen automatischen Projekten nutzt, bietet eine Reproduktion des Lagers in 3D. Der Simulator von AWS gestattet die Überprüfung und Validierung der Funktionsweise der automatischen Geräte vor der Installation des Kontrollprogramms im physischen Lager. Dieses Programm gestattet eine Verkürzung der Implementierungszeiten eines automatischen Lagers und vor allem die vollständige Anpassung der von Mecalux vorgeschlagenen Lösung an die Logistikplanung des Kunden.

Durch Nutzung des Tools SCADA (Supervisory, Control And Data Acquisition; zu deutsch: Überwachung, Kontrolle und Datenerfassung) erfasst AWS Daten in Echtzeit aus allen Computerprogrammen zur Verwaltung der Maschinen (SPS), die in der Einrichtung betrieben werden, wodurch es dem Logistikleiter möglich ist, sich auf jedes Problem, das in der Einrichtung auftreten könnte, einzustellen.

Diese Software wurde auch bei dem Projekt eines der größten Hochregallager in Silobauweise in Europa eingesetzt, das für Congelados Navarra in Fustiñana (Spanien) gebaut wurde. Die erzeugte digitale Darstellung wurde genutzt, um vor der Installation der Ausrüstung die korrekte Funktionsweise des Lagers zu kontrollieren und zu validieren. Dieses Programm ist mit Easy WMS synchronisiert und erhält Informationen über die Funktionsweise der Maschinen in Echtzeit, um Störungen und Abweichungen bei der Planung des Lagers zu vermeiden.

Easy Builder und Easy Assistant

Das Lagerverwaltungssystem Easy WMS verfügt über eigene Werkzeuge, die nach dem Prinzip der digitalen Zwillinge funktionieren, um seine Implementierung zu erleichtern: Easy Builder und Easy Assistant. Diese beiden Computerprogramme begleiten das Design und den Einsatz der Software in den Einrichtungen des Kunden und stellen dabei sicher, dass Easy WMS alle Vorgänge des Lagers regelt: Empfang des Produkts, Zuweisung der Lagerpositionen, Zusammenstellung und Versand der Aufträge usw.

  • Easy Builder. Werkzeug für Entwickler, das die Parametrisierung des LVS auf der Grundlage der Logistikplanung des Kunden ermöglicht. Unternehmen und Partner mit einer eigenen IT-Abteilung können Informatikprogramme für das Lagerverwaltungssystem entwickeln, wie zum Beispiel die Neuverteilung der Arbeitsabläufe.
  • Easy Assistant. Fortschrittliche Funktionsfähigkeit, mit der eine digitale Kopie des Lagers erstellt werden kann, um neue Konfigurationen für das Design der Einrichtung oder für die Lagerpositionsstrategien zu simulieren. Dieses Werkzeug verfügt Funktionen wie die Zuweisung neuer Kommissioniermethoden, Veränderung der Rotation des Produkts oder Modifikation der Verteilung und des Layouts des Lagers.

Außerdem können die Ingenieure von Mecalux Easy WMS während der Einführungsphase des Lagerverwaltungssystems in mehreren Umgebungen programmieren, um die digitale Simulation möglicher Logistikverbesserungen zu erleichtern. Dies ist der Fall bei der Softwareinstallation im neuen Vertriebszentrum von Danone in Valdemoro (Spanien), bei dem Easy WMS in drei unterschiedlichen Umgebungen programmiert wurde: Produktion für die tägliche Arbeit; Backup zum Erhalt einer Sicherheitskopie für mögliche Zwischenfälle und Test für eine digitale Simulation von Verbesserungen vor deren Implementierung im Lager.

Sicherheit und Produktivität: Ziele der digitalen Zwillinge in der Logistik

In diesem Artikel wurden mehrere Beispiele dazu analysiert, wie digitale Zwillinge die Logistik mit den Werkzeugen ausstatten, die deren Sicherheit und Produktivität in allen ihren Phasen gewährleisten. Dank dieser digitalen Nachbildungen verfügen Unternehmen über weitere Möglichkeiten für eine erfolgreiche Implementierung von automatischen und herkömmlichen Lagersystemen sowie der Verwaltungssoftware.

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