Siemens Mobility – תאום דיגיטלי של רכבות (TrainSim)
חטיבת Siemens Mobility, אחת מהספקיות הגדולות בעולם של קרונות נוסעים ותשתיות רכבת, יצרה תאום דיגיטלי מלא של רכבות שלמות לצורך פיתוח וניסוי. Siemens נדרשה ליכולת לבדוק כל רכיב של רכבת חדשה מוקדם יותר בתהליך הפיתוח, כדי להביא מוצרים מורכבים מאוד לשוק במהירות ובמחיר תחרותי – ללא חשש מירידה באיכות.
הפתרון: פיתוח תאום דיגיטלי מודולרי ושלם של הרכבת ושל הסביבה, שעליו ניתן לבדוק כל רכיב בשיטת סימולציה מלאה
התוצאות: שיפור האיכות באמצעות זיהוי תקלות "מקרי קצה" שלא היו מתגלים בבדיקות פיזיות מסורתיות. היכולת לבדוק כמעט כל תצורה חדשה של רכיבים מאפשרת להביא מוצרים מורכבים ומותאמים אישית לשוק במהירות, ללא חשש מירידה באיכות, ובמחיר תחרותי.
A.G. Stacker – יצרנית מכונות תעשייתיות (וירג'יניה, ארה"ב)
חברת A.G. Stacker, יצרנית מכונות תעשייתיות מותאמות אישית לערימה וטיפול בחומרי גלם, אימצה את טכנולוגיית התאום הדיגיטלי של Siemens. האתגר היה לשנות את נוף עיצוב המכונות וההדרכה – כדי להמחיש באופן ויזואלי את הרכיבים המכניים, החשמליים והאוטומציה של המכונות.
הפתרון: פריסת טכנולוגיית התאום הדיגיטלי של Siemens לשיפור תהליכי העיצוב והייצור, ולהעלאת חוויית ההדרכה עבור מפעילי הציוד אצל הלקוח.
התוצאה: על ידי הפחתת ההשקעה בזמן ובעלות הנדרשת ליצירת הוכחת היתכנות מדומה (simulated proof of concept), A.G. Stacker קיצרה את התהליך לטווח של 12 עד 18 חודשים. בנוסף, החברה גילתה שניתן להשתמש ביכולות המידול והסימולציה גם כדי לשפר את חוויית המכירה והרכישה עבור עצמה ועבור לקוחות הקצה שלה.
שתי הדוגמאות ממחישות את הערך המרכזי של תאום דיגיטלי – שילוב סימולציות מבוססות-פיזיקה עם נתונים כדי לחזות את הביצועים בעולם האמיתי לפני שמשהו נבנה בפועל, ובכך לקצר זמני פיתוח, להוזיל עלויות ולשפר איכות.
PepsiCo: אופטימיזציה של מפעלים באמצעות תאום דיגיטלי מפורט (Digital Twin Composer)
הדוגמה מדגימה כיצד תאום דיגיטלי מאפשר לחברת ענק לשנות את תהליך תכנון המפעל כולו, ולעבור משינויים פיזיים יקרים לאופטימיזציה וירטואלית מהירה.
האתגר: מתקני הייצור והלוגיסטיקה של PepsiCo בארה"ב, שנבנו בעידן אחר, סבלו מחוסר יעילות. שיפור התפוקה או זיהוי צווארי בקבוק נעשו באופן מסורתי באמצעות ניסוי וטעייה פיזיים, תהליך יקר, איטי ומסוכן שעלול לשבש את הייצור.
הפתרון (Siemens Digital Twin Composer): PepsiCo יצרה עותק דיגיטלי מפורט (High-Fidelity) של המפעלים והמחסנים שלה. הפלטפורמה, המשלבת את הטכנולוגיה של Siemens עם NVIDIA Omniverse, ממדלת כל רכיב במפעל: מכונות, מסועים, נתיבי מלגזות ואפילו נתיבי הליכה של עובדים. בסביבה וירטואלית זו, סוכני בינה מלאכותית מריצים אלפי סימולציות כדי לבחון שינויים שונים.
התוצאות העסקיות:
- 90% מהבעיות הפוטנציאליות זוהו לפני ביצוע כל שינוי פיזי במפעל.
- 20% גידול בתפוקה (Throughput) באתרי הפיילוט.
- 10-15% הפחתה בהוצאות ההון (CAPEX) הודות לאימות השקעות בסביבה וירטואלית ובזכות זיהוי קיבולת גלומה שלא נוצלה.
- תהליך האופטימיזציה כולו הושלם תוך שבועות ספורים, מה שמדגים מהירות חזרת השקעה גבוהה.
Cleveland Systems Engineering: קיצור זמני תכנון והרצה ב-50%
דוגמה המתמקדת ברמת המכונה הבודדת. היא ממחישה כיצד חברת אינטגרציה משתמשת בתאום דיגיטלי מקיף כדי לבצע הרצה וירטואלית של מערכות אוטומציה, עוד לפני שהרכיב הפיזי הראשון מיוצר.
האתגר: Cleveland Systems Engineering, חברת אינטגרציה לתעשייה, חיפשה דרך להפחית סיכון עבור לקוחותיה. באופן מסורתי, תקלות בעיצוב או בלוגיקת הבקרה מתגלות רק בשלב ההרצה הפיזית, מה שגורם לחריגות תקציב ועיכובים בייצור.
הפתרון (התאום הדיגיטלי המקיף): החברה הטמיעה סוויטה של כלים הכוללת את NX (לתכנון תלת-מימד), Mechatronics Concept Designer (לסימולציית אלקטרוניקה) ו- SIMIT (לסימולציית בקרים). הם יצרו עותק וירטואלי מלא של מכונת ההרכבה, כולל המודל המכני, חיישנים, מנועים ובקר ה-PLC הווירטואלי. הם הריצו את המכונה הווירטואלית שבועות לפני שהחלו לייצר אותה בפועל.
התוצאות העסקיות:
- 50% קיצור בזמן התכנון (Design Time) הודות להפחתת הצורך בעבודות חוזרות (Rework).
- 50% קיצור בזמן ההרצה (Commissioning Time) – תקופת ההרצה בפועל התקצרה משבועיים לשבוע אחד בלבד.
- בטיחות וודאות: המערכת איפשרה להנדס במדויק את גודל המודולים ולאתר התנגשויות פוטנציאליות עוד לפני תחילת הבנייה.
- יתרון תחרותי: החברה משתמשת ביכולת זו ככלי מכירה, ולקוח אחד אף הגדיר כי דרישה מחייבת בפרויקטים עתידיים תהיה קיום של תאום דיגיטלי.
Siemens – הקמת מפעל דיגיטלי חדש בנאנג'ינג, סין
Siemens השתמשה בטכנולוגיית התאום הדיגיטלי שלה כדי לתכנן ולהקים מפעל חדש בעיר נאנג'ינג, סין. באמצעות מודל דיגיטלי, Siemens יכלה לתכנן את המבנה, פריסת קווי הייצור ותהליכי הייצור בצורה מדויקת, מה שהוביל להפחתת טעויות בתכנון, שיפור היעילות והפחתת עלויות. המפעל החדש החל לפעול בשנת 2021, עם שיפורים משמעותיים באיכות ובפתרונות לוגיסטיים.
האתגר: Adidas רצתה לפתח SpeedFactory — מפעל לייצור שקוף ומותאם אישית, המאפשר יצירת מוצרים ייחודיים להתאמה אישית של מידה ופונקציה. ייצור מוצרים אישיים דורש גמישות גבוהה ויישום מהיר של טכנולוגיות חדשות.
הפתרון עם Siemens Digital Twin:
Siemens יצרה תאום דיגיטלי של SpeedFactory המאפשר סימולציה, בדיקה ואופטימיזציה של תהליך הייצור כולו מראש
מיזוג העולם הוירטואלי והפיזי (merging virtual & real worlds)
שימוש במומחיות של Siemens באוטומציה דיגיטלית של מפעלים ופתרונות סימולציה
התאום הדיגיטלי מאפשר להתאים את שרשרת הערך הדיגיטלית, ליישם חדשנות טכנולוגית במהירות, ולהשתמש ביעילות יותר במשאבים
התוצאות:
קיצור זמן השקת מוצרים (time to market)
גמישות מוגברת בייצור
שיפור איכות הייצור ויעילותו
יכולת היענות גמישה יותר לצרכים אישיים של הצרכן — "לתת להם מה שהם רוצים, איך שהם רוצים, כשהם רוצים