物流业数字孪生报告

内容1/39页 数字艾 尔 双胞胎在物流 DHL的角度的影响 在物流行业数字双胞胎 由 DHL趋势研究 联系我们 2/39页 内容 前言1 理解数字的双胞胎 4 3数字双胞胎物流 21 1.1 数字双的年龄 4 3.1包装和集装箱数字双胞胎 22 1.2 是什么让一个数字的双胞胎? 6 3.2数字双胞胎的出货量 23 1.3 底层技术实现数字双胞胎 7 3.3仓库和配送中心的数字孪生 23 1.4 数字双胞胎如何创造价值 8 3.4数字物流基础设施的双胞胎 26 1.5 数字双通过产品生命周期 9 3.5全球物流网络的数字双胞胎 27 1.6 挑战在应用数字双胞胎 10 4实施数字孪生的物流影响 28 2 数字双胞胎各行业 12 4.1入站到制造业 29 2.1 数字双胞胎在制造业 13 4.2厂内的物流 30 2.2 数字双胞胎在材料科学 14 4.3售后物流 32 2.3 数字双胞胎在工业产品 15 4.4编排的供应链 32 2.4 数字双胞胎在生命科学和医疗保健 16 结论与展望 34 2.5 基础设施和城市规划中的数字孪生 17 来源 36 图片来源 37 2.6 数字双胞胎在能源领域 19 进一步的信息 38 2.7 数字双胞胎消费者、零售和电子商务 20 推荐阅读 39 前言 几个世纪以来,人们已经使用图片和模型来帮助他们解决复杂 问题。伟大的建筑第一成形在设计师的图纸。经典 汽车的形状在木头和泥土。 随着时间的推移,我们的建模能力变得更加复杂。电脑 已经取代了铅笔。3d电脑 云计算和数字现实数字技术,最近的到来 双胞胎预示着一个引爆点可以将物理世界和数字世界作为一个管理,我们可以交流与数字对应的物理 就像我们的事情 自己,即使是在三维空间。 ■什么是数字双和什么 这对我的组织意味着什么? ■最佳实践的例子从其他行业可以应用物流吗? ■我的供应链是如何变化的因为数字双胞胎吗? 我们认为没有一个 更多的产业和激动人心的时刻后勤工作人员一起工作来利用数字全部潜能的双胞胎。在 在DHL代表我们所有人,我们期待着与你在这激动人心的和合作 潜在的变革。 模型已经取代了2d图纸。先进的建模系统可以模拟一个产品的操作和行为以及它的几何图形。 然而,直到最近,依然 尚留有未架起桥梁的模型和之间的鸿沟现实。没有两个生产对象 真的是相同的,即使他们有什么由同一套图纸。 计算机模型的机器没有进化是零件磨损和更换,作为结构疲劳积累,或 业主进行修改来适应他们不断变化的需求。 这一差距现在开始关闭。推动物联网的发展 (物联网)、大数据、人工智能、 由工程、制造、汽车、和能源行业 尤其是数字双胞胎已经创造新的价值。他们帮助公司设计、可视化、监控管理和维护他们的资产有效。和他们解锁新的像提供商业机会 先进的服务和生成 有价值的洞察力从操作数据。 作为物流专业人士,我们思考如何数字双胞胎 改变传统的供应链,以及如何物流部门会拥抱数字 双胞胎来提高自己的过程。我们的写这份报告的目的是要分享 我们的研究结果,并帮助你回答以下关键问题: 展望未来,我们相信 采用数字双胞胎各行业将推动更好的决策 物质世界。反过来,会开车的操作将发生重大变革供应链和物流流程。 在物流行业本身,数字双胞胎将物联网的好处 今天已经被应用。他们将带来更深的洞察的规划,设计、运行和优化 供应链,从个人资产 和出货到整个全球供应网络。 马提亚Heutger 高级副总裁 全球主管&商业创新发展,DHL 马库斯Kueckelhaus 副总统 创新和趋势研究,DHL 第一章 1.1数字双胞胎的年龄 多年来，科学家和工程师创造了 真实世界物体和随时间变化的数学模型这些模型变得越来越复杂。今天 传感器和网络技术的发展使 我们将以前离线的实物资产链接到数字模型。这样，物理对象所经历的变化是 反映在数字模型中，以及从 模型允许对物理对象做出决策， 也可以以前所未有的精度进行控制。 理解数字的双胞胎 而数字双概念已经存在 21世纪以来, 现在的方法是达到一个临界点广泛采用可能在哪里 不久的将来。这是因为很多 首先涉及的复杂性和成本他们在构建数字双胞胎有限用于航天和国防 行业的时间表(见图1) 物理对象是高价值, 的进化数字的双胞胎 1983-20012018 关键支持技术已经达到成熟度级别的必要支持 任务关键型资产操作具有挑战性的环境, AutoCAD成为事实上的在几乎所有的工程工具和设计 2015 通用电气数字风电场倡议 数字双胞胎在产品 的所有主要的软件组合和工业企业 企业使用数字双胞胎 应用程序。这些技术包括 从模拟中获益。相对较少其他应用程序共享相同的 19822011 AutoCAD出生美国国家航空航天 局和美国空军论文 低成本的数据存储和计算 高价值的资产和组合 1977 2002 数字的双胞胎 2017 权力、健壮的可用性高 无法进入操作条件 飞行模拟器与计算机模拟 •格里夫斯博士”的概念数字双出现 Gartner列出数字双胞胎 十大技术趋势 有线和无线网络速度 证明了投资。 1970•迈凯轮F1数字双 廉价、可靠的传感器。 使用高保真模拟或 这种情况正在迅速改变。 今天,作为其正常业务的一部分 美国国家航空航天局配对技术阿波罗13号任务 技术产品开发 表示“状态”和性能预测 直接物理副本以支持操作和维护的一项资产 有着悠久的历史。美国国家航空航天局开创了 在早期配对方法 流程,公司正在使用他们自己的产品来生成的 数据需要建立一个数字双; 计算机辅助设计(CAD)和 1960198520002015 Simulation-driven 数字双胞胎 太空探索。当阿波罗13号 常用的仿真工具 系统设计一个虚拟模型(只使用一次 模拟在模拟)无缝 飞船遭受严重破坏 例如,产品开发。许多 电脑驱动 应用程序先进的模拟变得 中央到复杂的多 不断在更新 产品的整个生命周期, 在1970年的登月任务, 产品,包括消费电子、 模拟仿真工具价格下降, 扩大可用性和 学科系统设计和 工程。一个增强的范围 虚拟模型支持在哪里物理产品的操作 美国航空航天局的工程师们能够测试和 汽车、甚至家庭 模拟出现在特定的 和高度专业化的领域 许多工程适用性 和设计领域。 仿真应用程序使基于模型的系统 通过直接联系和表示它的操作 改进潜在的复苏策略 地球上的成对模块之前发行指令的船员。这个 天,配对——现在使用数字模型 ——仍然是美国空间的核心部分管理机构的战略空间 任务。 现在家用电器包括传感器和数据沟通能力作为标准 特性。 专家只使用。工程。 数据。 图1 图1：数字孪生的演变。资料来源：DHL 图2：GE创建了波音的数字孪生 777发动机专门用于发动机叶片的维护。来源:通用电气 图2 联系我们 6/39页 ■ 数字双是独一无二的,相关联的 与一个特定的实例事情 的属性数字双 ■ 数字双是连接到的事情, 在应对已知的更新自己改变事情的状态,状态,或上下文。 象征着一个独特的 实物资产 国际热带农业中心和一个单 身, cific实例的实物资产 ■ 数字双通过提供价值 可视化、分析、预测或 ontinuously收集 助教(通过传感器) 优化。 数字双潜在的范围 应用程序意味着即使这些定义 属性可以在某些情况下变得模糊。一个数字双其物理之前可能存在 对应的,例如, 持续很久之后已达到的东西 连接到 更新与 资产的状态,n,或上下文 啊可视化, n,或优化 结束它的生命。一件事可以有更多 比一个双胞胎,不同的模型建立图3 为不同的用户和使用情况下,如假设情景规划和预测 图3：数字孪生的特征。资料来源：DHL 在未来操作行为的事情 条件。例如,所有者 内容 随着企业数字双胞胎的兴趣增长,也确实的数量 技术提供商提供 需求。业内研究人员预计数字双胞胎市场增长 年增长率超过38% 接下来的几年里,通过26美元美元十亿到2025年。 大量技术的球员 在这可能有利可图的空间。的广泛的底层技术 所需的数字双胞胎鼓励许多公司进入市场, 包括大型企业技术等公司SAP、微软、和IBM。这些组织都定位应用云计算, 人工智能,和企业安全功能的创建 数字双解决方案。此外,制造商和工业自动化系统 设备,如通用电气、西门子和霍尼韦尔将迎来一个新时代工业机械和服务 数字双胞胎。同时公司提供产品生命周期管理(PLM) 如PTC和达索系统公司股价 拥抱数字作为一个基本的双胞胎管理产品的核心技术 发展从最初的概念到结束的生活。数字双也是机会吸引企业的关注, 玩家如CityzenithNavVis, 游泳。人工智能开发自己的产品根据特定的利基市场和使用 用例。 1.2是什么让一个数字双? 在实践中有如此多的不同 应用程序和利益相关者参与其中,没有完美的共识 构成一个数字的双胞胎。作为我们的例子清楚地显示在本报告中,数字 双胞胎有许多许多形式 不同的属性。它可以是诱人的公司的利益 方法通过附加的数字 双标签的一系列预先存在的3d 建模、模拟和资产跟踪技术。但这短暂的销售 一个真正的数字双的复杂性。 大多数评论家认为在关键共享的大多数特征 数字双胞胎。帮助的属性 从其他双胞胎区分真正的数字类型的计算机模型或仿真: ■数字双是一个真正的虚拟模型 “东西”。 ■数字双模拟的 物理状态和行为的事情 工厂、医院和办公室可以创建现有设备的多个模型 他们评估变更的影响布局或操作流程。 内容7/39页 今天,研究人员和技术公司建立了数字双胞胎 每一个规模从原子到行星。的最小的数字双可以代表 行为的具体材料,化学 反应,或药物的相互作用。在 另一个极端,一个大数字的双胞胎模型的整个城市。的 大多数数字双胞胎坐在某个地方在中间,与大多数电流 应用程序旨在更多的人类规模问题,特别是建模 的产品和他们的制造 1.3潜在技术 启用数字双胞胎 五个技术趋势发展互补的方式,使数字 双胞胎,即物联网、云计算计算、api和开放标准, 人工智能,和数字的现实技术。 物联网(物联网)。快速 底层技术 的数字的双胞胎 api和开放标准 提供必要的工具提取、共享和协调 来自多个系统的数据这导致一个 数字双。 增强、混合&虚拟现实 空间模型和呈现 可视化的数字的孪生兄弟,为阿胶——提供了媒介boration和交互。 云计算 允许存储和赞成 ces的大量机器的数据 资产和其数字的双胞胎真正的时间。 流程。是一个明显的趋势 物联网的发展是一个重要因素 人工智能物联网 发展的更大、更复杂 数字双胞胎随着组织的发展建模单一产品或机器 建模的完整生产线, 工厂和设施。同样的,努力 正在进行中,以创建数字双胞胎吗 驱动采用数字双胞胎。 物联网技术制作数字双胞胎有可能的,因为现在技术上和经济上可行的收集 从更广泛的大量的数据比以前的对象。公司经常 利用历史和实时与机器学习的数据框架进行预测 对未来的场景或事件这将发生在上下文的资产。 图4 高精度传感器启用连续的集合 机数据、状态和完全 dition从物理资产实时数字的双胞胎通过无线网络。 整个城市甚至当中 低估了复杂性和体积 云计算。发展,api和开放标准。关闭, 能源基础设施和运输网络。英国甚至工作 计划开发一个数字的双胞胎整个国家作为存储库 多个来源的数据相关 建筑、基础设施和公用事业。 物联网产品和产生的数据平台,需要工具来帮助他们管理和理解所有的数据 他们现在正在收集。一个数字的双胞胎通常一个理想的方式结构、访问和 分析复杂产品相关数据。数字双胞胎依赖于底层现在才达到的技术 可以应用的地步 可靠、成本效益和规模。 维护和使用数字双胞胎是一个计算和存储量努力。由于不断下降处理能力和存储成本,大型数据中心网络访问通过软件即服务(SaaS)现在让公司的解决方案获得完全的计算资源 他们需要的,当他们需要他们,控制成本。 proprietary-by-design仿真工具和工厂自动化平台