انقلابی در تولید توسط متاورس با استفاده از فناوری «دوقلوی دیجیتال»

انقلابی در تولید توسط متاورس با استفاده از فناوری «دوقلوی دیجیتال» 

این متاورس (metaverse) با استفاده از فناوری «دوقلوی دیجیتال» (Digital Twin) یک کاربرد ملموس برای بخش های صنعتی و تولیدی ارائه می دهد (Nielsen و همکاران، 2020 ؛Malik و Brem ، 2021 ). شایان ذکر است که دوقلوهای دیجیتال به عنوان اجزای اساسی متاورس عمل می کنند. دوقلوی دیجیتال به یک ماکت کامپیوتری از اشیاء یا سیستم های فیزیکی اشاره دارد که در فرآیند تولید مورد استفاده قرار می گیرند. تیم های تولیدی از دوقلوهای دیجیتال برای تدوین استراتژی و ارزیابی خطوط تولید جدید استفاده می کنند. طراحی سه بعدی محصولات جین تکمیل شده و اکنون در دسترس است (Cotton Inc، 2022 ). شبیه سازی عملیات تولید و بهینه سازی مسائل بالقوه قبل از ایجاد پلتفرم تولید فیزیکی می تواند برای آزمایش طراحی سه بعدی یک شلوار جین و توسعه برنامه های تولید قابل پیش بینی به کار گرفته شود (Cotton Inc، 2022 ). استفاده از روش تجسم دوقلوی دیجیتال این پتانسیل را دارد که دید به مسئله را افزایش داده و ارتباط را در کل تیم تولید تسهیل کند (Malik و Brem، 2021 ). استفاده فعلی از فناوری های اساسی از نظر وضعیت و عملکردهای مورد نظر آنها متفاوت است. تحول دیجیتال یک فرآیند چندوجهی است که شامل ادغام فناوری ها و ابزارهای دیجیتال مختلف می شود، نه یک راه حل واحد.

در زمینه تولید پوشاک، فناوری شبیه سازی معمولا مستلزم تولید نمونه اولیه برای یک عنصر تولیدی جدید یا نمایشی پیچیده تر، مانند یک ماکت مینیاتوری از کل یک کارخانه تولیدی است. تولیدکنندگان و برندهای پوشاک تلاش کرده اند تا تاثیر مخرب تولید پوشاک بر محیط زیست را کاهش دهند. با توجه به اجرای رو به رشد روش های تولید پیشرفته و کارآمد، از فناوری شبیه سازی برای ترویج شیوه های پایدار استفاده می شود (Kursun 2011; Jung et al. 2022). پیاده سازی فناوری در فرآیندهای تولید به شرکت ها این امکان را می دهد که با تسهیل آزمایش تغییرات جزئی در کارگاه در مراحل اولیه، به مزایای قابل توجهی در بهره وری دست یابند. پیشرفت های مشاهده شده را می توان به ظرفیت فناوری برای تسهیل آزمایش تغییرات تدریجی در عملیات تجاری نسبت داد. علاوه بر این، پیاده سازی این فناوری می تواند به طور بالقوه ضایعات را از طریق استفاده از روش های تولید ناب کاهش دهد و در نتیجه به کاهش انتشار کربن کمک کند (Hamja et al. 2019).

اصطلاح «ضایعات» همچنین می تواند شامل مقدار زمانی باشد که صرف تلاش هایی می شود که ارتباط مستقیمی با بهره وری ندارند. هنگامی که یک کارگر برای انجام وظایف روزانه خود ملزم به بازدید از یک سایت تولید جایگزین، مانند سایت های درگیر در فرآوری شیمیایی، تولید نخ یا تولید پارچه، می شود، عمل سفر می تواند منجر به از دست دادن زمان و انرژی و همچنین افزایش ردپای کربن شود (Wadud et al. 2016). پلتفرم متاورس اتصال فرآیندها و دستگاه های مختلف را از طریق اینترنت اشیا تسهیل می کند و امکان دسترسی دیجیتال به اطلاعات را از هر مکانی فراهم می کند. در نتیجه، این ویژگی به کاهش آلودگی محیط زیست کمک می کند. متاورس و تاثیر آن بر زنجیره تامین پوشاک در شکل 6 توضیح داده شده است . علاوه بر این، شبیه سازی پتانسیل شناسایی استراتژی هایی برای کاهش ضایعات ملموس را دارد. این احتمال وجود دارد که تغییر رویکرد بتواند منجر به کاهش نسبت تلاش های ناموفق و در عین حال افزایش نسبت تلاش های موفق شود. این نمونه دیگری از پیاده سازی موثر شبیه سازی در دنیای پایداری است.

علاوه بر این، متاورس به شرکت ها در بهبود طرح بندی کارخانه هایشان برای دستیابی به مزایای صرفه جویی در انرژی از طریق اجرای روش های موثرتر و افزایش ارگونومی جریان های تولید یا فرآیند کمک می کند (رادوف ۲۰۲۱ ؛ میستاکیدیس ۲۰۲۲ ؛ آل عمران و گریفی-براون ۲۰۲۳ ). هدف اصلی آن دستیابی به بهره وری است. فناوری متاورس با تسهیل شبیه سازی اجزای متنوع زنجیره تامین گسترده تر، نقش مهمی در افزایش تاب آوری زنجیره تامین ایفا می کند. این رویکرد تضمین می کند که فرآیندهای شفاف تر و بازتری در حوزه فیزیکی پیاده سازی می شوند. بنابراین، تولیدکنندگان می توانند طول عمر و سازگاری عملیات خود را در کارخانه و همچنین در زنجیره تامین و رویه های توزیع خود تضمین کنند. اجزای زیر باید قبل از اجرای یک دوقلوی دیجیتال یا متاورس در صنعت تولید ایجاد شوند.

· در حال حاضر، مدل سازی سه بعدی به یک روند محبوب تبدیل شده است. شبیه سازهای مختلف مدل سازی سه بعدی، مانند Brozwear، CLO و optitex، به راحتی در دسترس هستند و قابلیت درک جنبه های تولیدی صنعت پوشاک را دارند(Min and Carrico 2018). این شبیه سازها امکان ایجاد مدل های سه بعدی را به منظور ارائه آنها به خریداران برای بررسی و تایید قبل از شروع تولید واقعی پوشاک فراهم می کنند. پس از فرآیند مدل سازی سه بعدی، رویکرد مرسوم برای تولید کالا از سر گرفته می شود. سازمان ها ممکن است تصمیم بگیرند از این نرم افزار به عنوان یک سرویس با هزینه اضافی یا برای برآوردن خواسته های مشتری استفاده کنند. با این حال، هدف اصلی تبدیل مدل سازی سه بعدی به محصولی است که بتواند در معماری های ارتباط و ادغام ماشین به ماشین ادغام شود، که برای پیشرفت فرآیندهای تولید بسیار مهم هستند (Min and Carrico 2018).

· این مدل های سه بعدی مجازی به لطف طراحی به کمک کامپیوتر (Tuck Tech CAD) در دنیای فیزیکی تولید شده اند که می تواند یک طرح دوبعدی را به یک مدل سه بعدی تبدیل کند. با این وجود، محصولاتی با تنوع یا حجم تولید محدود، به دلیل پتانسیل مصرف پارچه و درجه بندی الگو، می توانند برای تولید طیف گسترده ای از طرح ها مورد استفاده قرار گیرند (Kim et al. 2023b).

· سیستم اینترنت اشیا Nexio که برای تولید پوشاک استفاده می شود و این رویکرد می تواند برای انواع چرخ خیاطی مورد استفاده قرار گیرد. این سیستم ها عملیات را گام به گام ردیابی می کنند و دوخت ها و کنترل کیفیت محصولات را محاسبه می کنند و راندمان تولید را بهبود می بخشند(Brother 2021 ). در تولید فعلی، اینترنت اشیا برای نظارت بر تولید و بهره وری درگیر است که اساس اینترنت اشیا تراشه هایRFID هستند، که خواننده قبل از انتقال از یک بخش به بخش دیگر یا یک عملیات به عملیات دیگر، در هر دستگاه و بخش متصل می شود. اما دوقلو/تحول دیجیتال واقعی نیاز به ادغام های داخلی یا سازگار اینترنت اشیا در دستگاه دارد تا داده های تولید و تحریک را در زمان واقعی دریافت کند.

· سیستم Nexio IoT (از Brother) می تواند با سرمایه گذاری اولیه کم کار کند و در کارخانه هایی با هر اندازه یا نوع قابل استفاده است. این فناوری فرآیندهای زمان بر از جمله جمع آوری داده ها، رونویسی و گزارش دهی را خودکار می کند تا فشار را کاهش داده و تولید پوشاک را سرعت بخشد(Brother 2021 ). از آنجایی که این فناوری با نمایش پیشرفت کار با یک صفحه نمایش بزرگ، نیاز به مدیریت دستی تولید روی تخته سفید را از بین می برد، زمان تحویل را کوتاه می کند و جمع آوری داده ها را در زمان واقعی امکان پذیر می سازد. داده های مربوط به تولید یا خطوط تولید را می توان در زمان واقعی از هر کجای دنیا، نه فقط در داخل کارخانه، دسترسی داشت. علاوه بر این، داده ها و گزارش های دقیق تری تولید می کند که مشکلات کیفی ناشی از اشتباهات انسانی (یعنی برگه مشخصات اندازه گیری اندازه) را کاهش می دهد.

· چرخ های خیاطی را می توان به دلیل توانایی شان در اجرای برنامه های از پیش بارگذاری شده برای مواد و محصولات مختلف، دستگاه های اینترنت اشیا در نظر گرفت(Jung et al. 2020). سیستم های متصل به اینترنت اشیا، امکان نظارت دقیق بر تولید، کارایی و شبیه سازی نقص در زمان واقعی را فراهم می کنند. تکرار فعلی مدل های سه بعدی شامل مشخصات دقیقی در مورد تعداد دوخت در هر اینچ و تعداد اجزا و قطعات تشکیل دهنده موجود در محصولات شبیه سازی شده است. استفاده از دستگاه های خوانش هوشمند داده ها می تواند به تعیین تعداد مورد نیاز منحنی ها و پیچ ها در فرآیندهای تولید عملی کمک کند. جایگزینی فناوری های منابع بر با فناوری هایی که ضایعات کمتری تولید می کنند و انرژی کمتری مصرف می کنند، تاثیر قابل توجهی بر پایداری زیست محیطی بلندمدت دارد.