仓库可以从工厂车间的数字孪生和虚拟化中学到什么？

在制造业的背景下，使用虚拟化工具和仿真模型的理由已经得到了很好的证明，因为数字孪生正在迅速成为工厂车间一项强大的技术。这在很大程度上是由于数字工厂中连接设备的扩散和建模能力的成熟，但它们的成功也归功于它们所支持的有价值的用例的数量。与计算机辅助设计(CAD)程序相结合，数字孪生可以对正在生产的产品进行实时建模，以提供智能，提高生产过程的效率，以及其他好处。同样，借助基于状态的机器对机器(M2M)设备和工业物联网技术生态系统的帮助，仿真可以提供对机床和生产设备状况的关键洞察，从而实现预测和更好的预防性维护。海克斯康公司的NCSIMUL软件是这种计算机数控(CNC)机床应用的主要例子。

在更高的层次上，数字孪生还可以用来模拟生产过程，并创建虚拟模型，这些虚拟模型可以为物理工厂车间里所有连接的机器、工具和设备进行数字操作。这使工厂所有者能够配置和重新配置生产线，以最大限度地提高效率，提高资产利用率，防止停机，并在配置层驱动灵活性。ABI Research预测，到2030年，这个用例在制造业的价值将超过40亿美元。但是这种应用程序在工厂以外有着不同的吸引力，包括在智慧城市以及智慧仓库也能从中获益良多。

工厂以外

工厂车间和自动化仓库之间的相似度越来越明显，导致仓库经营者直接从制造商的操作手册中借用策略的趋势越来越明显。因此，FlexSim这样的公司将工厂虚拟化解决方案出售给工厂所有者和仓库运营商，这一点也就不足为奇了。虽然这家工厂在采用数字孪生和虚拟化工具方面领先，但我们当然可以预期，在供应链效率正成为任何零售、生产或物流业务的前沿和中心的市场，随着回报潜力的提高，仓库也会效仿。

值得注意的是，仓库仿真的一般概念并不新鲜。几十年来，许多设施一直在使用软件来对布局进行数字仿真，并在主要使用可视化的手动或基本自动化环境中最大限度地提高基本效率。随着智能仓库的风险越来越大，技术的多样性和复杂性日益增加，对仓库设备和业务进行更先进的建模和复杂虚拟化的需要变得越来越明显。在仓库的背景下，物料处理和机器停机的速度和精度现在是至关重要的问题，数字孪生和建模功能可以让操作员在虚拟软件应用程序中更准确地试验和测试新的布局、设备和过程。

日益增长的复杂性

近年来，仓库自动化已经超越了基础运输系统，自动仓储和检索系统(AS/RS)作为配送中心和履行设施采用了各种移动机器人、卡车装载机/卸货机和自动包装机，所有这些都在配置和优化方面增加了更大的复杂性。Bastian Solutions的机器人往返系统即将推出，这是一种混合的AS/RS和自主移动机器人(AMR)，可以在AS/RS检索架内或在车间内自由操作，这充分证明了未来的复杂性。仓库中的机器人数量的不断增加也增加了集成的复杂性，这意味着现有的仓库管理系统(WMS)套件将很难按照同一天交付、库存管理单元(SKU)扩散和产品线变化的要求进行优化，这是目前物料处理的典型问题。

使用数字孪生进行仓库业务规划的关键价值主张之一是能够以数字方式试验新的过程、工作流和流程，并模拟结果，使用关键绩效指标(KPI)评估效益。由于季节性高峰严重影响了履行中心和配送中心的盈利能力和效率，使用建模工具对扩大或降低作业规模或重新配置复杂的物流设备网络进行成本/效益分析是一个主要优势。

这种对灵活性的需求是一个领域，在这个领域，可扩展的AGV和AMR与固定的自动化相比具有一个主要的优势，后者需要大量的、固定的基础设施。如果可以利用数字孪生来使自动化材料处理系统的重新配置更易于管理，或者至少对结果提供先见之明，那么通过更有效地部署这些系统，最终可以提高这些系统的投资回报率(ROI)。

释放潜能

仓储中更复杂的仿真和虚拟化为供应链技术生态系统中的多个利益相关者提供了一个重要的潜在机会。近年来，越来越多的配送和履行中心采用了仓库执行系统(Warehouse Execution Systems，WES)，通过应用丰富的数据分析、人工智能(AI)和机器学习，将业务流程和实时动态优化应用于仓库管理系统(Warehouse Management System，WMS)的标准功能，以补充仓库管理系统(WMS)的标准功能。对于提供这些功能的WMS软件供应商来说，将虚拟化和数字双功能集成到其应用程序套件中是功能的逻辑扩展，因为与这些现有应用程序有明显的重叠。

物料搬运系统集成商也可以在虚拟化软件市场中发挥重要作用。Bastian Solutions、Dematic和Honeywell Intelligrated等公司已经在仓库控制系统(WCS)软件中提供了基本的数字孪生，这些软件驱动着它们部署的自动化系统。仓储市场上越来越多的移动机器人和吸引人的机器人已经迫使这些公司采取一种硬件不可知论的方法。尽管他们中的许多人生产自己的传送带、往返和机器人，但他们越来越依赖于自己的软件套件来区别对待。例如，Honeywell Intelligrated利用其物联网平台作为其从竞争对手手中脱颖而出的关键资产。这些控制着仓库自动化市场的系统集成商，可以通过向他们现有的套件提供下一代虚拟化和仿真工具，进一步巩固他们在仓库技术生态系统中的地位。同样，基于它们现有的互补应用程序和服务以及它们整合物联网生态系统的能力，也存在这样做的先例。

根据制造业的建议，仓库可以也将使用数字孪生和更复杂的模型来提高设备的灵活性和效率，并利用物联网。这为仓库操作人员和技术供应商创造了巨大的机会，只要他们开发明确的策略，在可能的情况下集成相邻的应用程序，并提供真正的价值，而不仅仅是简单的可视化。

来源：Nick Finill，ABI Research首席分析师

编译：南山