精益与数字工厂:数字孪生是否成为新的“现场”?

摘要: 数字孪生是工厂的虚拟数字化副本,可实现监控、事后分析、仿真测试、压力测试以及机器学习等多种功能。
作为一名<#>精益<#>实践者,我的精益实践生涯始于20世纪80年代。当时我面临的一个难题是:如何让工程师、技术人员,甚至工头们来到生产现场,实地了解情况、支持一线操作人员的工作。

随着数字孪生技术在模拟真实世界方面的能力不断提升,我不禁产生这样一个疑问:数字孪生能否成为新的“现场”?

The author (left) at Yamaha's headquarter in Hamamastu, Japan

数字孪生就是新的“现场”吗?

我的第一个回答是否定的,原因有二:
  • 数字孪生并不符合“现场”这一概念的定义。
  • 数字孪生就如同马格利特笔下的烟斗:看起来非常逼真,但实际上并非真实存在的东西。

现场?

“现场”(日语词汇)在精益管理术语中常被译为“实际发生价值的场所”。这种对现实情况的强调,其实是在警示人们不要过分依赖电子表格进行分析,也不要盲目信任数据。

直到最近,数据采集主要还是依靠人工完成,这一过程既繁琐又费时,因此效率低下且容易出错。依赖这些数据意味着要冒险——要么依据有限的数据得出结论,要么在分析过程中因各种局限性和错误而陷入误导。

与数据分析相比,亲临现场、亲自观察实际情况总能让人对所发生的事情有更深刻的理解与认识。人类的感官具备天然的能力,能比任何最精密的数字工具更准确地把握现实状况。

在这种环境中,直觉的作用会更加显著,因为更多的感官会被激发。不同现象或事件之间的联系由此被建立起来,而仅通过分析数据集,分析师可能无法察觉到这些联系。

这并不意味着这些数据毫无用处,只是不能仅凭它们来开展调查与分析工作。事实上,还可以利用其他数据来拓宽调查与分析的范围。

数字孪生体

那么,什么是数字孪生呢?它其实是一个庞大的数据集合,能够模拟现实世界中的对应对象,且模拟的精度越来越高,越来越接近真实情况。不过归根结底,这些仍然只是数据,无论其数量多少;它们并不能替代现实世界本身。

一方面,沉浸式虚拟现实技术能够让人们以在现实世界中无法实现的方式探索虚拟世界。数字模拟技术能将分析师带入机器内部,展示其各部件的运行状态。数字监测技术甚至能捕捉到人类感官无法察觉的信息,从而“增强”人类的感知能力。

但另一方面,无论这些传感器性能有多出色,它们所采集的数据也只能反映有限的现实信息。据我所知,目前的数字孪生模型中不存在气味,也没有诸如吱吱声或尖锐噪音之类的声音;虽然可以测量温度,但这种温度信息在模拟中并不会以实际温度的形式呈现出来,对吗?

数字孪生体中不存在任何生物,也没有会引发意外问题的昆虫、鸟类或啮齿动物。虽然振动现象可以被测量和模拟出来,但它们是否真的与现实中的振动效果一样微妙呢?只有当传感器或数字模型被设计为能够测量或模拟空气流动时,数字孪生体中才会出现空气流动现象。而屋顶漏水的问题在数字模型中可能根本不存在。类似的例子还有很多很多。

简而言之,虚拟现实如今或许比以往任何时候都更接近现实,但它仍然不是现实。既然不是现实,那就不能被称为“现场”(即实际的工作场所)。

马格利特的手烟斗

马格利特画的这幅烟斗画,将这一吸烟工具描绘得极为逼真,但画面上却写着“这不是烟斗”。那些认出这是烟斗的人自然会认为这就是一根烟斗!但画家想提醒观众:这幅画中的烟斗只不过是烟斗的图像而已,并非真实的烟斗。数字孪生也是如此——它是对现实的精准再现,但本质上并非现实本身。

数字孪生有望成为未来的“现场”代表

现在,要想让数字孪生真正成为新的“现场”,只需重新定义“现场”的概念,并在精益管理领域获得相关共识即可。

如果大多数人与实践者都认为数字孪生值得被视为“现场”;或者干脆将“现场”的定义修改为包含数字孪生在内的概念,那么就这样吧。

不过,为了保持概念的清晰性,我并不支持这个想法。以“看板”这个词为例吧——几十年来,它一直被用来描述制造业与供应链中的拉动式生产系统。后来,IT行业采用了精益生产理念,并据此开发出了自己版本的“看板”系统。这个新系统依然基于相同的原理,同样属于拉动式生产模式,但其差异足以导致一些误解。

你的想法是什么?


原文出处: https://hohmannchris.wordpress.com/2018/05/20/lean-and-the-digital-factory-is-the-digital-twin-the-new-gemba/

蝉知2.0