Какво е цифров близнак?

Цифровият близнак е вълнуваща технология, която ни позволява да изследваме широк спектър от възможности и да разберем по-добре сложните системи от реалния свят. Това виртуално представяне на физически обекти и процеси се състои от три основни компонента: физически обект в реално пространство, цифров близнак в софтуерна форма и накрая данни, които свързват тези два елемента заедно. Цифровите близнаци вече се използват както за намаляване на разходите, така и за повишаване на ефективността в много индустрии и техният потенциал за още по-добро подобряване на способностите ни става все по-ясен.

Цифровият близнак позволява на организациите да отключат безпрецедентна представа за ефективността на своите физически обекти. Чрез инсталиране на различни сензори за генериране на данни върху обекта и предаване на тази информация на система за обработка, виртуалното копие може да се подобрява непрекъснато, тъй като данните в реално време се качват и анализират. Тази способност за генериране на прозрения предоставя ефективно решение за организации, които търсят подобрение в области като производство на енергия и регулиране на температурата.

В основата на това е ефективен подход, който използва симулации и проучвания на проблеми с производителността, за да информира тези подобрения, преди те действително да бъдат внедрени върху оригиналния обект, значително намалявайки разходите и времето, свързани с извършването на тези трансформации.

Разлика между цифрови близнаци и симулации

Цифровите близнаци и симулациите са мощни инструменти за изучаване на сложността на една система. Въпреки че и двете използват цифрови модели за изучаване и възпроизвеждане на функциите на системата, ключовата разлика е в мащаба: симулациите обикновено се фокусират върху един процес, докато цифровите близнаци могат да се използват за провеждане на множество симулации за по-цялостен поглед върху сложните му операции.

Цифровите близнаци са много повече от статичен модел - те предлагат интерактивна среда, която предоставя много по-богат набор от информация за анализ. Използвайки това виртуално пространство, потребителите могат по-точно да преценят как техните системи ще функционират при различни сценарии, предоставяйки безценна информация, която често позволява на бизнеса да взема по-добре информирани решения.

Разликите между симулациите и цифровите близнаци се простират дори отвъд този контекст. При симулациите липсват данни за обратна връзка в реално време за измерване на точността, докато цифровият близнак е настроен да комуникира двупосочно, като взема данни от сензорите на обекта и след това споделя получените от него прозрения със същия източник. Тази структура, активирана от дигитални близнаци, помага за генерирането на по-точни модели и отговори, позволявайки на потребителите достъп до незабавно действащо разузнаване.

Цифровите близнаци се оказват революционни в начина, по който организациите могат да симулират и планират потенциални резултати в реалния свят. Чрез използване на виртуални среди и наличната подобрена изчислителна мощност, плюс достъп до по-актуални данни, събрани от широк спектър от области, дигиталните близнаци са в състояние да оценят проблеми от по-широк спектър от точки, отколкото могат да предложат традиционните симулации. Тази подобрена способност представя практически неограничен потенциал за подобряване на продуктите, плановете и процесите по съществен начин.

Цифровите близнаци революционизират начина, по който организациите могат да симулират и планират потенциални резултати в реалния свят. Чрез използване на виртуални среди и наличната подобрена изчислителна мощност, плюс достъп до по-актуални данни, събрани от широк спектър от области, дигиталните близнаци са в състояние да оценят проблеми от по-широк спектър от точки, отколкото могат да предложат традиционните симулации. Тази подобрена способност представя практически неограничен потенциал за подобряване на продуктите, плановете и процесите по съществен начин.

Видове цифрови близнаци

Има различни начини за категоризиране на цифровите близнаци, но някои от най-често срещаните видове и методи включват:

Компонентни близнаци

Компонентите близнаци са цифрови реплики на отделна част в система или продукт, предоставящи опции за осигуряване на издръжливост в приложение в реалния живот. Чрез тези цифрови модели дизайнерите и инженерите могат да симулират динамични сценарии, които отделните части могат да срещнат по време на употреба.

Тази практика им позволява да оценят целостта на частта и да направят необходимите подобрения, за да гарантират нейната надеждност. Симулираните сценарии могат да представят различни нива на стрес и топлина, които частта може да изпита, което позволява на дизайнерите да променят спецификациите по подходящ начин. С компонентните близнаци е възможно да се идентифицират възможните слабости, преди те дори да съществуват в действителност.

Активни близнаци

Активите близнаци или продуктовите близнаци предоставят уникален начин за визуализиране на работата на физическите продукти и техните различни компоненти. Като предлагат виртуални въплъщения на продукти от реалния свят, близнаците на активи позволяват на експерти в много области като инженерство и поддръжка да получат представа за това как системите работят заедно.

Например близнаците на активи могат да бъдат ефективно използвани за наблюдение на ефективността на вятърна турбина и идентифициране на компонентите, които са най-податливи на повреда поради редовното износване. По този начин близнаците на активи могат да се окажат безценни за оценка на здравето на машините в различни индустрии.

Системни близнаци

Системните близнаци, известни също като близнаци на единици, осигуряват виртуално представяне на системи, съставени от много взаимосвързани продукти. Чрез моделиране на отделни продукти и техните взаимодействия като част от сложна система е възможно да се идентифицират възможности за повишена ефективност и производителност. Системните близнаци действат като леща, през която организациите могат да получат представа за връзката между продуктите и търсенето на клиентите, което им позволява да оптимизират процесите за максимална производителност.

С тази добавена видимост в операциите, фирмите са в състояние да предприемат по-проактивен подход към решаването на проблеми и да гарантират, че всички компоненти работят в хармония един с друг. Тази мощна технология предлага на бизнеса вълнуваща възможност да повишат ефективността, като разберат как техните активи си взаимодействат и подобрят текущата система.

Процес Близнаци

Концепцията за двойни процеси предоставя вълнуваща нова гледна точка към дигиталните решения за собствениците на фирми и лицата, вземащи решения. С процес близнак може да се моделира всяко ниво на операции, от широкомащабни системи до малки детайли. Това позволява на бизнеса да придобие прогнозна представа за потенциални проблеми, да разработи препоръки и планове за действие въз основа на текущи модели или предвидени сценарии и да оптимизира производствените модели, за да осигури максимална ефективност.

Процесните близнаци са пионери в нова революция в начина, по който гледаме на модерната взаимосвързана система в индустрии като производството и помагат за насърчаване на гъвкавостта в организациите, докато се стремят да останат конкурентоспособни на непрекъснато развиващия се пазар.

Предимства на Digital Twins

Дигиталните близнаци предлагат набор от предимства, като намаляване на разходите и риска от работа върху физическите аспекти.

Някои от другите основни предимства на цифровите близнаци включват:

По-голяма ефективност

Цифровите близнаци могат да облекчат главоболията, свързани с производствените процеси в реалния свят след производството, като позволяват автоматизирано наблюдение на цялата система от няколко части. Използвайки цифрови модели за отразяване на физическите производствени системи, производителите могат да бъдат по-проактивни в осигуряването на върхова производителност и ефективност по време на всички етапи от процеса.

Цифровите близнаци предлагат ниво на прозрачност и гъвкавост, което ръчните процеси просто не могат да постигнат. Със способността за бърза оценка на незначителни колебания или непредвидени последствия върху операциите на машината, ръководителите могат да вземат информирани решения, за да постигнат непрекъснато подобрение в представянето на своята организация. Всичко това поставя цифровите близнаци в идеална позиция да служат като мощни инструменти за съвременните производители, стремящи се към оптимален добив и пестене на енергия.

По-добра научноизследователска и развойна дейност

Използването на цифрови близнаци за информиране на изследователски и дизайнерски решения става все по-популярно поради способността му да генерира изчерпателни данни и отчети за вероятните резултати от ефективността на продуктите.

Това изобилие от данни дава невероятна представа и позволява на компаниите да вземат информирани решения за потенциални усъвършенствания на продукта, без да започват скъпия производствен процес. С дигиталните близнаци компаниите могат да имат кристално ясна представа как техният продукт ще се представи в различни сценарии или приложения, преди да инвестират в мащабно производство. Това не само помага да се спестят пари и ресурси, но също така гарантира, че клиентите получават продукти с по-високо качество, тъй като компаниите наблягат на усъвършенстването, а не на пробата и грешката.

Излезли от употреба продукти

Цифровите близнаци са ценен инструмент за производителите за ефективно и ефективно управление на жизнения цикъл на продукта. Те могат да използват тази информация, за да оптимизират крайните стъпки в рамките на обработката на продукта, като спестяват разходи и гарантират съответствие с нормативните изисквания. Дигиталните близнаци позволяват на производителите да анализират състава на материалите и да получат представа за това какво може да се извлече от продуктите в края на жизнения им цикъл, което означава, че могат да решат как и кога да рециклират или пренасочат материалите.

Тези знания имат потенциала да имат положително и дълготрайно въздействие, като им помагат да намалят разходите, да намалят въглеродния си отпечатък, както и да стимулират нови методологии за инициативи за устойчивост

Други предимства

Някои от другите предимства на цифровите близнаци включват подобрена оперативна ефективност, по-дълго време за работа на оборудването, повишена надеждност и достъпност чрез наблюдение и симулация, по-ниски разходи за поддръжка и непрекъснати подобрения.

Случаи на използване на цифрови близнаци

Индустриите, които разчитат най-много на дигиталните близнаци, включват:

• Производство: Индустриалният сектор е в челните редици на използването на цифрови близнаци и в тази област се наблюдава широко внедряване. В продължение на много години производителите използват виртуални реплики за моделиране на компоненти, продукти, системи и цели фабрики – което им позволява безпрецедентна представа за техните оперативни процеси.
• Здравеопазване: Чрез дигиталните близнаци медицинските специалисти са упълномощени да оптимизират диагнозите и лечението, като същевременно избягват рисковете от тестовете в реалния свят. Чрез използване на електронни здравни досиета, данни за секвениране на генома, резултати от изображения и друга информация за пациенти заедно с анонимизирани сравнителни изследователски прозрения – доставчиците могат уверено да определят най-добрите терапевтични възможности за своите пациенти с по-голяма точност от всякога
• Енергия: Електрическите компании са на върха на технологиите, изследвайки цифрови близнаци, за да революционизират електроцентралите, мрежите и дори системите за възобновяема енергия. Този иновативен подход може да даде възможност за безпрецедентен контрол върху протоколите за поддръжка и мониторинг на производството, за да се увеличи максимално ефективността на слънчевите инсталации и вятърните паркове – критична стъпка към въглеродна неутралност. В бъдеще цели електрически мрежови мрежи могат да бъдат възпроизведени с цифрови близнаци на процеси.
• Градоустройство: Чрез технологията на цифровите близнаци, градовете и големите строителни проекти могат да бъдат цифрово свързани за подобряване на инфраструктурата. Използването на IoT технологии заедно с AI анализи правят възможно инициативите за интелигентни градове да увеличат енергийната ефективност, като същевременно оптимизират транспортните услуги в национален мащаб.
• Търговия на дребно и електронна търговия: Търговците на дребно използват дигитални близнаци, за да трансформират изживяването при пазаруване, от позициониране на продукта и оптимизиране на пътуването на клиента във физическите магазини до насърчаване на онлайн ангажираността чрез модели на виртуални магазини. Иновацията също революционизира визуализациите с 3D изображения, изобразени в безпрецедентни детайли – създавайки хиперреалистично изживяване при гледане.