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在制造業的背景下，使用虛擬化工具和仿真模型的理由已經得到了很好的證明，因為數字孿生正在迅速成為工廠車間一項強大的技術。這在很大程度上是由于數字工廠中連接設備的擴散和建模能力的成熟，但它們的成功也歸功于它們所支持的有價值的用例的數量。與計算機輔助設計(CAD)程序相結合，數字孿生可以對正在生產的產品進行實時建模，以提供智能，提高生產過程的效率，以及其他好處。同樣，借助基于狀態的機器對機器(M2M)設備和工業物聯網技術生態系統的幫助，仿真可以提供對機床和生產設備狀況的關鍵洞察，從而實現預測和更好的預防性維護。海克斯康公司的NCSIMUL軟件是這種計算機數控(CNC)機床應用的主要例子。

在更高的層次上，數字孿生還可以用來模擬生產過程，并創建虛擬模型，這些虛擬模型可以為物理工廠車間里所有連接的機器、工具和設備進行數字操作。這使工廠所有者能夠配置和重新配置生產線，以最大限度地提高效率，提高資產利用率，防止停機，并在配置層驅動靈活性。ABI Research預測，到2030年，這個用例在制造業的價值將超過40億美元。但是這種應用程序在工廠以外有著不同的吸引力，包括在智慧城市以及智慧倉庫也能從中獲益良多。

工廠以外

工廠車間和自動化倉庫之間的相似度越來越明顯，導致倉庫經營者直接從制造商的操作手冊中借用策略的趨勢越來越明顯。因此，FlexSim這樣的公司將工廠虛擬化解決方案出售給工廠所有者和倉庫運營商，這一點也就不足為奇了。雖然這家工廠在采用數字孿生和虛擬化工具方面領先，但我們當然可以預期，在供應鏈效率正成為任何零售、生產或物流業務的前沿和中心的市場，隨著回報潛力的提高，倉庫也會效仿。

值得注意的是，倉庫仿真的一般概念并不新鮮。幾十年來，許多設施一直在使用軟件來對布局進行數字仿真，并在主要使用可視化的手動或基本自動化環境中最大限度地提高基本效率。隨著智能倉庫的風險越來越大，技術的多樣性和復雜性日益增加，對倉庫設備和業務進行更先進的建模和復雜虛擬化的需要變得越來越明顯。在倉庫的背景下，物料處理和機器停機的速度和精度現在是至關重要的問題，數字孿生和建模功能可以讓操作員在虛擬軟件應用程序中更準確地試驗和測試新的布局、設備和過程。

日益增長的復雜性

近年來，倉庫自動化已經超越了基礎運輸系統，自動倉儲和檢索系統(AS/RS)作為配送中心和履行設施采用了各種移動機器人、卡車裝載機/卸貨機和自動包裝機，所有這些都在配置和優化方面增加了更大的復雜性。Bastian Solutions的機器人往返系統即將推出，這是一種混合的AS/RS和自主移動機器人(AMR)，可以在AS/RS檢索架內或在車間內自由操作，這充分證明了未來的復雜性。倉庫中的機器人數量的不斷增加也增加了集成的復雜性，這意味著現有的倉庫管理系統(WMS)套件將很難按照同一天交付、庫存管理單元(SKU)擴散和產品線變化的要求進行優化，這是目前物料處理的典型問題。

使用數字孿生進行倉庫業務規劃的關鍵價值主張之一是能夠以數字方式試驗新的過程、工作流和流程，并模擬結果，使用關鍵績效指標(KPI)評估效益。由于季節性高峰嚴重影響了履行中心和配送中心的盈利能力和效率，使用建模工具對擴大或降低作業規模或重新配置復雜的物流設備網絡進行成本/效益分析是一個主要優勢。

這種對靈活性的需求是一個領域，在這個領域，可擴展的AGV和AMR與固定的自動化相比具有一個主要的優勢，后者需要大量的、固定的基礎設施。如果可以利用數字孿生來使自動化材料處理系統的重新配置更易于管理，或者至少對結果提供先見之明，那么通過更有效地部署這些系統，最終可以提高這些系統的投資回報率(ROI)。

釋放潛能

倉儲中更復雜的仿真和虛擬化為供應鏈技術生態系統中的多個利益相關者提供了一個重要的潛在機會。近年來，越來越多的配送和履行中心采用了倉庫執行系統(Warehouse Execution Systems，WES)，通過應用豐富的數據分析、人工智能(AI)和機器學習，將業務流程和實時動態優化應用于倉庫管理系統(Warehouse Management System，WMS)的標準功能，以補充倉庫管理系統(WMS)的標準功能。對于提供這些功能的WMS軟件供應商來說，將虛擬化和數字雙功能集成到其應用程序套件中是功能的邏輯擴展，因為與這些現有應用程序有明顯的重疊。

物料搬運系統集成商也可以在虛擬化軟件市場中發揮重要作用。Bastian Solutions、Dematic和Honeywell Intelligrated等公司已經在倉庫控制系統(WCS)軟件中提供了基本的數字孿生，這些軟件驅動著它們部署的自動化系統。倉儲市場上越來越多的移動機器人和吸引人的機器人已經迫使這些公司采取一種硬件不可知論的方法。盡管他們中的許多人生產自己的傳送帶、往返和機器人，但他們越來越依賴于自己的軟件套件來區別對待。例如，Honeywell Intelligrated利用其物聯網平臺作為其從競爭對手手中脫穎而出的關鍵資產。這些控制著倉庫自動化市場的系統集成商，可以通過向他們現有的套件提供下一代虛擬化和仿真工具，進一步鞏固他們在倉庫技術生態系統中的地位。同樣，基于它們現有的互補應用程序和服務以及它們整合物聯網生態系統的能力，也存在這樣做的先例。

根據制造業的建議，倉庫可以也將使用數字孿生和更復雜的模型來提高設備的靈活性和效率，并利用物聯網。這為倉庫操作人員和技術供應商創造了巨大的機會，只要他們開發明確的策略，在可能的情況下集成相鄰的應用程序，并提供真正的價值，而不僅僅是簡單的可視化。

來源：Nick Finill，ABI Research首席分析師

編譯：南山

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