Khi xu thế IoT đang dần phủ sóng toàn bộ ngành sản xuất, Digital Twins nổi lên như là một điểm sáng mới mẻ, với tiềm năng giúp các tổ chức tối ưu hóa hoạt động sản xuất, giảm thiểu chi phí và thời gian, đồng thời cải thiện chất lượng sản phẩm. Vậy Digital Twins là gì, hãy cùng VTI Solutions tìm hiểu qua bài viết sau đây.

Digital Twins là gì?

Digital Twins (Bản sao kỹ thuật số) là bản sao chính xác của một thiết bị trong thế giới thực hoặc một thành phần cụ thể được hiển thị trong môi trường ảo. Vì là bản sao song sinh, Digital Twins phản ánh nội dung thực tế không chỉ về hình thức bên ngoài mà còn về chức năng, cách nó kết nối với các thành phần hoặc máy móc khác và thậm chí cả điều kiện môi trường. Mô phỏng này cho phép các nhà sản xuất chạy thử nghiệm, lập mô hình kịch bản, tiến hành đào tạo và xem thiết bị hoạt động như thế nào trong các điều kiện khác nhau mà không cần phải vận hành trong thực tế.

Dự đoán từ Gartner cho thấy, hơn 2/3 các công ty đã triển khai IoT sẽ triển khai ít nhất một bản sao kỹ thuật số Digital Twins trong sản xuất trong năm 2023.

Công nghệ Digital Twin vẫn còn khá mới mẻ nhưng đã và đang tạo ra các tác động rất lớn. Digital Twin được sử dụng rộng rãi để kiểm tra sản phẩm, dây chuyền sản xuất, dịch vụ và quy trình kinh doanh trong môi trường ảo. Điều đó chỉ có thể thực hiện được nhờ dữ liệu trong thế giới thực do các cảm biến IoT tạo ra. Sau khi Digital Twin thu thập đủ dữ liệu vận hành, nó có thể sao chép quy trình, sản phẩm hoặc dịch vụ trong môi trường ảo.

NASA sử dụng công nghệ Digital Twin để tạo và thử nghiệm các bản sao có kích thước đầy đủ của các thiết bị không gian với mục đích đưa các thiết kế mới vào các tình huống thực tế và xem chúng hoạt động như thế nào trong không gian. Đây được xem là một ví dụ nổi bật về công nghệ mang tính cách mạng trong vài thập kỷ qua, dự báo sẽ sớm trở thành giải pháp phù hợp cho các doanh nghiệp và nhà sản xuất ở nhiều lĩnh vực. 

Vì sao Digital Twins là xu thế mới trong sản xuất?

Với khả năng mô phỏng và giám sát trực tiếp, Digital Twins giúp tối ưu hóa hoạt động sản xuất, giảm thiểu chi phí và thời gian, đồng thời cải thiện chất lượng sản phẩm. Thực tế thì Digital Twins đang được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, từ sản xuất ô tô, điện tử đến sản xuất thực phẩm và đồ uống F&B.

Nhà sản xuất có thể tận dụng Digital Twins trong mọi khía cạnh kinh doanh của mình, bao gồm:

• Tối ưu hóa sản xuất bằng cách mô hình hóa các quy trình khác nhau, giúp xác định các rủi ro có thể đề phòng và những cải tiến có thể thực hiện
• Thử nghiệm các dây chuyền sản xuất mới và tạo mẫu sản phẩm mới một cách dễ dàng, giúp đẩy nhanh tốc độ đưa ra thị trường
• Chủ động theo dõi hiệu suất và trạng thái của thiết bị
• Thử nghiệm sửa chữa và cải tiến để đánh giá hiệu quả của chúng, qua đó hoàn thiện quy trình bảo trì dự đoán
• Mô hình hóa các cơ hội kinh doanh mới để hỗ trợ các chiến lược tăng trưởng

Tuy nhiên, mục đích sử dụng chính của công nghệ Digital Twin là mô phỏng hoạt động của sản xuất trước khi áp dụng vào thực tiễn. Vì sử dụng dữ liệu trong thế giới thực nên các mô phỏng cực kỳ chính xác và tự động, bản sao kỹ thuật số có thể đưa các thiết kế qua thử nghiệm chi tiết trước khi nguyên mẫu được chế tạo. 

Cách tiếp cận tương tự có thể được sử dụng để xác định máy móc bị lỗi trong quá trình sản xuất thông qua phương pháp bảo trì dự đoán. Đó là một trong những lợi ích chính của việc sử dụng công nghệ Digital Twin và nó đã giúp các doanh nghiệp tiết kiệm rất nhiều thời gian và tiền bạc cho việc sửa chữa đồng thời giảm thời gian ngừng hoạt động. 

Xem thêm: 05 phương pháp giải quyết bài toán Downtime trong sản xuất

Ứng dụng của Digital Twins trong sản xuất

1. Thiết kế sản phẩm

Thiết kế sản phẩm từng là một quy trình tốn kém vì nó liên quan đến việc tạo ra nhiều nguyên mẫu và nhiều thử nghiệm khác nhau. Bản sao kỹ thuật số cho phép các kỹ sư và nhà sản xuất thử nghiệm thiết kế của mình trong bất kỳ môi trường nào cho đến khi tạo ra được sản phẩm hoàn hảo. Hơn nữa, Digital Twins có thể tái tạo bất kỳ môi trường nào, ngay cả những môi trường không thực tế, cho phép các kỹ sư đảm bảo rằng thiết kế của họ không có lỗi hay khiếm khuyết. 

2. Tối ưu hóa quy trình

Digital Twins có thể giúp cải thiện các quy trình sản xuất hiện có bằng cách chạy các mô phỏng nâng cao dựa trên dữ liệu trong thế giới thực do các cảm biến IoT cung cấp. Khi AI phụ trách có đủ dữ liệu lịch sử và thời gian thực, nó có thể mô phỏng toàn bộ quá trình và xác định các yếu tố có thể được cải thiện. Điều này giúp cải thiện hiệu quả các hoạt động, giảm thiểu sai sót và nâng cao độ chính xác của việc đưa ra các quyết định.

3. Quản lý chất lượng

Khi lắp đặt các cảm biến IoT trên dây chuyền và máy móc của mình, tổ chức có thể theo dõi các hoạt động sản xuất đang diễn ra trong thời gian thực. Bằng cách này, chất lượng của sản xuất sẽ dễ dàng được quản lý, sẵn sàng có những điều chỉnh khi cần thiết. Digital Twins có thể mô phỏng mọi giai đoạn của quy trình sản xuất và thử nghiệm các vật liệu hoặc giải pháp khác nhau cho đến khi tìm ra giải pháp tạo ra sự khác biệt lớn nhất về chất lượng.

4. Quản lý chuỗi cung ứng

Giao hàng đúng hạn đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực đời sống hiện nay, đặc biệt các tổ chức logistics, thương mại điện tử, bán lẻ, sản xuất…rất cần ưu tiên việc tối ưu thời gian giao hàng để đáp ứng thị trường tốt hơn. Trong thời đại 4.0 công nghệ được áp dụng rộng rãi, khách hàng ngày càng kỳ vọng đơn hàng được giao nhanh hơn cũng như sẵn sàng cân nhắc chuyển đổi sang lựa chọn khác đảm bảo thời gian giao hàng đúng hẹn.

Các tổ chức muốn nâng cao hiệu quả quản lý chuỗi cung ứng có thể tận dụng Digital Twins để theo dõi, phân tích và cải thiện hiệu suất trong các lĩnh vực như đóng gói, quản lý đội xe và tìm các tuyến đường nhanh nhất. Nhờ đó, công nghệ giúp tối ưu hóa sản xuất và phân phối, giảm chi phí kho bãi và tăng sự hài lòng của khách hàng.

5. Bảo trì dự đoán

Bảo trì dự đoán là một quy trình đang tạo ra nhiều thay đổi nhất trong sản xuất. Các công ty hiện có thể sử dụng Digital Twins để chạy mô phỏng và dự đoán cách máy móc sẽ hoạt động trong tương lai. Công nghệ này cho phép các nhà sản xuất xác định chính xác thời điểm xảy ra gián đoạn sản xuất do hỏng hóc, qua đó giúp tổ chức bảo trì hiệu quả, giảm thời gian ngừng hoạt động và chi phí sửa chữa. 

6. Phân tích trải nghiệm khách hàng

Như đã đề cập, Bản sao kỹ thuật số liên tục thu thập dữ liệu và cung cấp thông tin chuyên sâu giúp cải thiện hiệu suất, quản lý và giám sát. Công nghệ này cũng có thể sử dụng phương pháp tương tự để thu thập dữ liệu về sự hài lòng của khách hàng, qua đó xác định và thu thập đánh giá của người dùng để xác định phản hồi về sản phẩm và các vấn đề khác.

Thông tin sau đó được gửi đến các nhóm thiết kế sản phẩm và kỹ thuật để có thể cải thiện sản phẩm theo mong đợi của khách hàng. Tùy chỉnh sản phẩm là điều quan trọng tiếp theo trong sản xuất và điều đó chỉ có thể thực hiện được nhờ công nghệ Digital Twins.

7. Tăng cường hợp tác

Công nghệ Digital Twins là một “tập hợp con” của các giải pháp AI dựa trên đám mây tiên tiến đi kèm với bảng điều khiển tích hợp, nơi nhân viên và người quản lý trong một tổ chức có thể trao đổi thông tin và làm việc cùng nhau trong các dự án. Điều đó cải thiện chất lượng công việc và giúp người quản lý đưa ra quyết định sáng suốt và nhanh chóng hơn. Bên cạnh đó, tất cả các nhóm có thể sử dụng cùng một nền tảng để giao tiếp và quản lý các quy trình kinh doanh thiết yếu như bán hàng, sản xuất, tiếp thị, kỹ thuật, v.v.

Digital Twins – Tương lai của ngành sản xuất

Khả năng mô phỏng và kết nối vô số quy trình, máy móc và giải pháp vào một hệ thống quản lý chỉ là khởi đầu của những gì công nghệ Digital Twins có thể mang lại. Dù vẫn còn khá mới mẻ nhưng công nghệ này đã và đang tạo ra các tác động rất lớn, được sử dụng rộng rãi ở nhiều lĩnh vực khác nhau để kiểm tra sản phẩm, dây chuyền sản xuất, dịch vụ và quy trình kinh doanh trong môi trường ảo. Các nhà sản xuất nổi tiếng nhất trên thế giới đã đầu tư hàng tỷ đô la vào phát triển Digital Twins, vì vậy chúng ta có quyền hy vọng sẽ thấy nhiều ứng dụng mới và thú vị hơn cho nó trong tương lai.