การเดินทางผ่านเวลากับ Digital Twin

ความสามารถในการจำลองเกิดขึ้นในฐานะกุญแจสำคัญในการปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมในปัจจุบัน บริษัทต่าง ๆ สามารถใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีนี้เพื่อให้สามารถแข่งขันได้ผ่านการจัดการความท้าทายในอุตสาหกรรม สิ่งนี้นำมาสู่ Digital transformation ที่แท้จริงซึ่ง Digital Twin มีบทบาทสำคัญ

ลองนึกภาพวิศวกรการผลิตที่พบว่ายอดผลผลิตจริงนั้นต่ำกว่าที่คาดการณ์ไว้ ตามปกติแล้ว การวินิจฉัยปัญหาลักษณะนี้จำเป็นต้องไล่ตรวจสอบข้อมูลการผลิตสดจำนวนมหาศาล ซึ่งเป็นงานที่หนักหนาและอาจต้องใช้เวลาหลายชั่วโมงหรือเป็นวัน

จนในที่สุดวิศวกรก็พบต้นตอของปัญหา นั่นคือเครื่องจักรเกิดข้อผิดพลาดที่มอเตอร์ในช่วงวันหยุดสุดสัปดาห์ที่ผ่านมา เวลาที่สูญเสียไปส่งผลให้ยอดการผลิตขาดหายไปและกระทบต่อเป้าหมายรายไตรมาส แทนที่จะได้เอาเวลาไปทุ่มเทให้กับการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการหรือโครงการประหยัดพลังงาน

กลับต้องมาเสียเวลาอันมีค่าไปกับการวิเคราะห์ปัญหาเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดขึ้นซ้ำอีก

ในขณะที่ภาคอุตสาหกรรมกำลังเร่งตัวขึ้น บริษัทต่างๆ จึงต้องการการวินิจฉัยที่แม่นยำรวมถึงความสามารถในการพัฒนาและติดตั้ง Solutions ให้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ อย่างไรก็ตาม วิธีการแก้ไขปัญหาแบบเดิมนั้นเป็นการแก้ปัญหาที่ปลายเหตุและกินเวลา ทำให้ยากต่อการนำ Solutions เชิงรุกมาใช้

แต่ในปัจจุบัน บริษัทต่างๆ สามารถใช้ Digital Twin ที่ครอบคลุมเพื่อพลิกโฉมวิธีการที่วิศวกรใช้ในการวิเคราะห์ เพิ่มประสิทธิภาพ และคาดการณ์ผลลัพธ์ของผลิตภัณฑ์และการผลิตได้

Digital Twin ที่ครอบคลุมประกอบด้วยชุดโมเดลดิจิทัลที่สอดประสานกัน ซึ่งเป็นตัวแทนของด้านต่างๆ ที่สามารถนำไปใช้ได้ตลอดทั้งวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ วงจรชีวิตการผลิต และห่วงโซ่อุปทาน โดยเป็นการรวมโลกแห่งความเป็นจริงและโลกดิจิทัลเข้าด้วยกันอย่างไร้รอยต่อ เพื่อให้วิศวกรสามารถตัดสินใจเรื่องสำคัญได้อย่างมั่นใจมากยิ่งขึ้น

นอกจากนี้ digital twin ยังมีการพัฒนาไปตามวงจรชีวิต โดยเริ่มตั้งแต่ระหว่างการพัฒนาผลิตภัณฑ์ หรือขั้นตอน design and engineering ของการผลิต ซึ่งนักออกแบบสามารถได้รับประโยชน์จากตัวแทนดิจิทัลที่รองรับการจำลองสถานการณ์ด้านพฤติกรรมต่าง ๆ

ในขั้นตอนการใช้งานจริงของผลิตภัณฑ์หรือกระบวนการ สินทรัพย์ทางกายภาพและ digital twin จะทำงานควบคู่กันไป โดยสร้างมูลค่าผ่านการเชื่อมต่อแบบครบวงจร ที่ช่วยให้เกิดการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ และการตัดสินใจด้านการออกแบบที่มีข้อมูลรองรับสำหรับการพัฒนาในรุ่นถัดไป

สิ่งนี้ช่วยให้วิศวกรสามารถปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์และระบบการผลิตได้ก่อนที่จะลงทุนในสินทรัพย์จริง ช่วยลดการพึ่งพาต้นแบบทางกายภาพที่มีราคาสูง

Digital Twin Visualization ที่แสดงให้เห็นถึงระบบที่เชื่อมต่อถึงกันและการไหลของข้อมูลระหว่างสภาพแวดล้อมทางกายภาพและดิจิทัล

บริษัทต่าง ๆ สามารถขยายขอบเขต digital twin ของตนได้เมื่อเวลาผ่านไป โดยการรวมชุดข้อมูลเพิ่มเติมและปรับแต่งโมเดลให้ตรงตามความต้องการเฉพาะด้านตามประสบการณ์ที่เพิ่มขึ้น

เมื่ออุตสาหกรรมขับเคลื่อนด้วยข้อมูลมากขึ้น การใช้ประโยชน์จาก digital twin จะช่วยให้ผู้ผลิตได้รับข้อมูลเชิงลึกที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับกลไกการผลิต การจัดสรรทรัพยากร และประสิทธิภาพในการดำเนินงาน

ด้วยความสามารถเหล่านี้ digital twin ที่ครอบคลุมจึงทำหน้าที่เสมือน "เครื่องไทม์แมชชีน" ที่สามารถย้อนกลับไปวิเคราะห์อดีต สะท้อนภาพปัจจุบัน และคาดการณ์สถานะในอนาคตได้

ในระยะเริ่มต้น สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์และระบบการผลิตก่อนที่จะมีการลงทุนในสินทรัพย์จริง ช่วยลดความจำเป็นในการสร้างต้นแบบทางกายภาพและช่วยหลีกเลี่ยงความล้มเหลวที่มีค่าใช้จ่ายสูง

ในระหว่างขั้นตอนการใช้งานจริง digital twin ที่ครอบคลุมจะสร้างมูลค่ามหาศาลผ่านการจำลองสถานการณ์สมมติแบบ "What-if" เพื่อคาดการณ์ประสิทธิภาพและพฤติกรรม

ซึ่งเป็นการวางรากฐานสำหรับการตัดสินใจที่รวดเร็วและมั่นใจก่อนที่จะลงมือปฏิบัติจริงในโลกแห่งความเป็นจริง

Digital Twin ทำให้เกิดข้อมูลเชิงลึกแบบเรียลไทม์

ผู้ผลิตมักประสบปัญหาเรื่องการตรวจสอบข้อมูลแบบเรียลไทม์และการรวมข้อมูลเข้าด้วยกันในระบบการผลิตทั้งหมด ในขณะที่การวิเคราะห์แบบดั้งเดิมมักเน้นไปที่ตัวชี้วัดการดำเนินงานพื้นฐาน แต่ digital twin กลับมอบข้อมูลเชิงลึกที่ลึกซึ้งยิ่งกว่าด้วยการรวบรวมชุดข้อมูลที่หลากหลายเข้าไว้ในโครงสร้างที่เป็นหนึ่งเดียว

การรวมโลกดิจิทัลและโลกแห่งความเป็นจริงเข้าด้วยกันด้วย digital twin ที่ครอบคลุม ช่วยให้เกิดการผสานรวมระหว่างวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์และวงจรชีวิตการผลิตได้อย่างไร้รอยต่อ ซึ่งรวมถึงด้าน Software และระบบอัตโนมัติด้วย สิ่งนี้ช่วยให้บริษัทต่างๆ สามารถออกแบบ จำลองสถานการณ์ Test เพิ่มประสิทธิภาพ และตรวจสอบความถูกต้องของผลิตภัณฑ์ได้ด้วย Digital Twin for Products

การใช้ digital twin สำหรับการผลิตเป็นไปได้ที่จะวางแผนและเพิ่มประสิทธิภาพเครื่องจักร สายการผลิต และแม้แต่โรงงานและโรงงานที่สมบูรณ์ในโลกดิจิทัล

ผลลัพธ์ที่ได้คือการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง ตั้งแต่การออกแบบผลิตภัณฑ์ไปจนถึงการตระหนักและเพิ่มประสิทธิภาพด้วยข้อมูลประสิทธิภาพผ่านระบบดิจิทัลของประสิทธิภาพ

ข้อมูลเชิงลึกที่สามารถดำเนินการได้จากข้อมูลนั้นสามารถอำนวยความสะดวกในการตัดสินใจได้อย่างมั่นใจ โดยมุ่งเป้าไปที่การปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานและการปรับปรุงกระบวนการ เช่น การปรับตารางการผลิตให้เหมาะสม

สิ่งนี้ยังหมายความว่า หากเครื่องจักรทำงานผิดปกติหรือเกิดความล้มเหลวในระบบลำเลียงวัสดุ ระบบจะระบุปัญหาและแจ้งไปยังวิศวกรการผลิตหรือช่างเทคนิคในทันที ข้อมูลเชิงลึกแบบเรียลไทม์นี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าความผิดปกติจะได้รับการแก้ไขโดยด่วน ช่วยลดเวลาหยุดทำงาน ที่มีราคาแพงให้เกิดขึ้นน้อยที่สุด

การวินิจฉัยอย่างรวดเร็วและการแก้ไขปัญหา

พนักงาน Siemens คนหนึ่ง ยืนอยู่หน้าจอคอมพิวเตอร์สองจอ

Digital Twin ยังสามารถ “ย้อนเวลา” ได้ ซึ่งช่วยให้วิศวกรวินิจฉัยปัญหาของผลิตภัณฑ์หรือการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในหน้างานผลิต วิศวกรจะได้รับข้อความแจ้งเตือนข้อผิดพลาดที่แม่นยำ โดยระบุเวลาที่เกิดความล้มเหลวและเครื่องจักรที่ได้รับผลกระทบ แทนที่จะต้องอาศัยการคาดคะเนจากตัวชี้วัดทั่วไป

ลองพิจารณาเครื่อง CNC ที่ทันสมัยซึ่งติดตั้งระบบอัตโนมัติและการเชื่อมต่อขั้นสูง หากมีการแจ้งเตือนการสั่นสะเทือนที่แกนตัดตัวใดตัวหนึ่ง ผู้ปฏิบัติงานจะได้รับแจ้งเตือนทันทีเพื่อให้ตรวจสอบหาสาเหตุ

เมื่อใช้ digital twin ผู้ปฏิบัติงานสามารถตรวจสอบการแจ้งเตือนการสั่นสะเทือนนั้นภายในสภาพแวดล้อม 3 มิติที่สมจริงซึ่งจะระบุช่วงเวลาที่แน่นอนที่เกิดการสั่นสะเทือนเกินกำหนดได้อย่างแม่นยำ

ด้วยการเร่งเวลาไปข้างหน้าและย้อนเวลากลับในการเล่นซ้ำของ digital twin ผู้ปฏิบัติงานสามารถวิเคราะห์เหตุการณ์สำคัญ เช่น จุดเริ่มต้นของการตัดด้วยเครื่องมือใหม่ และเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่างแกนตัดต่าง ๆ

สมมติว่าแกนตัดตัวหนึ่งมีระดับแรงบิดสูงกว่าปกติอย่างมีนัยสำคัญในระหว่างการตัด ซึ่งบ่งชี้ถึงความผิดปกติของวัสดุชิ้นงาน

การระบุปัญหานี้ได้ตั้งแต่เนิ่น ๆ จะช่วยให้วิศวกรตัดสินใจแก้ไขได้อย่างแม่นยำ ลดเวลาหยุดทำงาน และเพิ่มความเชื่อถือได้ของเครื่องจักร

นอกจากนี้ การวิเคราะห์ข้อมูลย้อนหลังผ่าน digital twin ยังช่วยให้ผู้ผลิตได้รับข้อมูลเชิงลึกอันล้ำค่าเกี่ยวกับปัญหาที่เกิดขึ้นซ้ำ

หากชิ้นส่วนใดชิ้นส่วนหนึ่งล้มเหลวบ่อยครั้งเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป วิศวกรสามารถออกแบบโครงสร้างทางเลือก ปรับปรุงกระบวนการระบายความร้อน หรือใส่ระบบแจ้งเตือนการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์เพื่อลดความเสี่ยงในอนาคต

การจำลองสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงรุก

นอกเหนือจากการวินิจฉัยแล้ว digital twin ยังมีความสามารถในการคาดการณ์ที่ไม่มีใครเทียบได้ โดยสามารถทำนายสถานะในอนาคตเพื่อการตัดสินใจที่ถูกต้องในเวลาที่เหมาะสม

การใช้ประโยชน์จากการจำลองสถานการณ์ช่วยให้วิศวกรคาดการณ์ประสิทธิภาพของเครื่องจักรในอนาคต ประเมินการปรับเปลี่ยนกระบวนการที่อาจเกิดขึ้น และลดความเสี่ยงก่อนที่จะเกิดขึ้นจริง

ตัวอย่างเช่น ผู้ผลิตยานยนต์ไฟฟ้าใช้การจำลองเพื่อปรับแต่งการออกแบบแบตเตอรี่ ประเมินระยะทางที่วิ่งได้จริง ประสิทธิภาพด้านความร้อน และประสิทธิภาพของการจัดวาง

วิศวกรสามารถ Test การปรับเปลี่ยนรูปแบบการออกแบบซ้ำ ๆ ได้อย่างรวดเร็ว เพื่อเลือกโครงสร้างที่เหมาะสมที่สุดโดยไม่มีข้อจำกัดของการสร้างต้นแบบทางกายภาพ

ในอีกกรณีหนึ่ง ผู้ผลิตกังหันลมใช้โมเดล digital twin เพื่อจำลองสภาวะการทำงานในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ต่างๆ การจำลองเหล่านี้ให้ข้อมูลเชิงลึกโดยละเอียดเกี่ยวกับประสิทธิภาพทางอากาศพลศาสตร์ ความผันผวนของการผลิตพลังงาน และผลกระทบจากตัวแปรด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ความเร็วลมและอุณหภูมิ

การคาดการณ์ประสิทธิภาพของกังหันภายใต้สภาวะที่หลากหลายช่วยให้ผู้ผลิตสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบใบพัดและวางแผนตารางการบำรุงรักษาเพื่อเพิ่มการผลิตพลังงานให้ได้สูงสุด

อัจฉริยะ คล่องตัว และยืดหยุ่น

Digital twin รองรับแนวทางการพัฒนาผลิตภัณฑ์และการจัดการการผลิตที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลอย่างไม่หยุดนิ่ง

การเสริมศักยภาพให้วิศวกรด้วยข้อมูลเชิงลึกแบบเรียลไทม์ การวิเคราะห์ข้อมูลย้อนหลัง และการจำลองสถานการณ์เพื่อคาดการณ์ จะช่วยลดเวลาหยุดทำงานที่มีราคาแพงและเพิ่มความคล่องตัวในการผลิตโดยรวม

การปรับปรุงประสิทธิภาพแบบครบวงจร ช่วยให้บริษัทต่างๆ สามารถขัดเกลาผลิตภัณฑ์และกระบวนการผลิตได้อย่างต่อเนื่องโดยใช้ข้อมูลประสิทธิภาพจากการใช้งานจริง

ในภูมิทัศน์อุตสาหกรรมที่กำลังพัฒนา digital twin ที่ครอบคลุมจะช่วยให้วิศวกรสามารถ "เดินทางข้ามเวลา" ได้ โดยการใช้ข้อมูลเชิงลึกจากอดีต ปัจจุบัน และอนาคต เพื่อขับเคลื่อนประสิทธิภาพ Sustainability และความสามารถในการแข่งขันในโลกอุตสาหกรรมที่มีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ

มิถุนายน 2025

เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง

องค์กรดิจิทัล

ใช้ประโยชน์จากพลังของอุตสาหกรรม 4.0 และเร่ง Digital transformation ของคุณ

เรียนรู้เพิ่มเติม

ผู้หญิงยืนพร้อมแล็ปท็อปหน้าโลโก้ที่เป็นตัวแทนขององค์กรดิจิตอล