Co stojí v cestě evoluci a adopci digitálního dvojčete?

Obrovský potenciál technologie digitálního dvojčete – s její schopností vytvářet digitální repliky fyzických objektů, procesů a prostředí – má uplatnění v různých odvětvích, od replikace nebezpečných prostředí až po zobrazování kosmických lodí pro účely dálkového výcviku. Nedávná analýza z McKinsey naznačuje, že zájem je tak hluboký, že celosvětový trh s digitálními dvojčaty poroste v příštích pěti letech o 60 % ročně a do roku 73.5 dosáhne 2027 miliardy dolarů. Zájem tu zjevně je, ale skutečně následovalo přijetí?

Odpověď – je to složité. Technologie digitálních dvojčat a její případy použití se nesmírně vyvinuly, ale je třeba řešit problémy, aby byla digitální dvojčata přijata ve velkém měřítku.

Evoluce digitálních dvojčat

Skutečné přijetí digitální dvojče technologie byla pomalá, protože až donedávna postrádala inteligenci, aby překročila rámec pouhého reprezentování aktiva. Cennější by byla schopnost přesně simulovat, předvídat a řídit jeho chování. Digitální dvojčata byla také na zakázku a postrádala schopnost učit se globálně z chování podobných aktiv. Jejich poznatky byly umlčené a ne vždy použitelné pro širší organizační potřeby, což z nich činilo statnou investici s nízkou návratností.

I tak někteří první uživatelé digitálních dvojčat zahrnují výrobní, maloobchodní, zdravotnický a automobilový průmysl, které byly schopny testovat nová zařízení, konfigurace a procesy v kontrolovaném prostředí.

S novými přístupy řízenými umělou inteligencí uvidíme rychlý posun od „digitálních dvojčat“ k „simulaci“ a „agentuře“ s umělou inteligencí, což dramaticky rozšíří případy použití a povede k širokému přijetí. Podívejme se na tyto kategorie použití:

• Reprezentace – Rané iterace digitálních dvojčat byly jednoduchými digitálními reprezentacemi aktiv, které nebyly zvláště užitečné kromě vybraných případů použití pro zlepšení návrhu a provádění určitých úkolů. V podstatě se jedná o „repliku“ technologie digitálního dvojčete.
• Simulace – V dnešní době se digitální dvojčata vyvíjejí od reprezentace k simulaci, což je přínosem pro širší sadu případů použití. Simulace znamená, že digitální dvojčata nejen zrcadlí aktivum nebo prostředí, ale také přesně simulují budoucí scénáře. V této fázi jsou schopni se učit z dat z jiných podobných procesů a získávat smysluplné poznatky. Simulační dvojčata používají algoritmy umělé inteligence k simulaci produkčních výsledků, doporučují optimální nastavení stroje a vedou výrobní týmy ke zlepšení obchodních cílů ve výrobním prostředí.
• Agentura – Dalším vývojem po simulaci bude agentura, která umožní aktivům, procesům a celým částem výroby plánovat a jednat autonomně. V této fázi budou také činit komplexní rozhodnutí a spolupracovat s lidmi na podpoře udržitelnější výroby. Toto je fáze agenta digitálního dvojčete.

Přesun mezi jednotlivými fázemi vyžaduje různé úrovně podpůrných technologií a je prvořadé, aby organizace měly správný technologický balíček, aby dosáhly maximálního dopadu a návratnosti investic digitálních dvojčat.

Základní technologie pro digitální dvojčata

Před přechodem od reprezentace k simulaci a nakonec k agentuře musí být zavedena správná základní technologie.

Použijeme-li opět výrobu jako příklad, organizace, které chtějí vytvořit digitální simulaci daného procesu nebo továrního prostředí, musí mít spolehlivé možnosti online snímání. Tyto senzory podávají data ze vstupu a výstupu v různých kritických fázích cesty, aby poskytly robustní náhledy pro simulaci. Mnoho z těchto dat je snadno dostupných a viděli jsme výrobce procesů s kvalitními online měřeními výstupů (tj. papíru), ale obvykle existuje mezera ve snímání měření pro vstupy (tj. dřevitá vlákna, která přecházejí do papíroviny). výroba).

Aby se tomu zabránilo, musí výrobní týmy jasně definovat simulaci, které se snaží dosáhnout, a různé vstupy, stroje a systémy, které jsou zapojeny, spolu s různými parametry každé fáze v průběhu procesu. To pravděpodobně vyžaduje zapojení odborníků napříč různými funkcemi, aby bylo zajištěno, že budou zohledněny všechny aspekty modelu, což pak pomůže zajistit, aby data byla dostatečně robustní pro simulaci.

Konektivita a srovnání

Digitální dvojčata, která jsou zcela izolovaná, přicházejí v podobných scénářích o poznatky z jiných modelů. Samotné modely přispívající k digitálnímu dvojčeti musí být napájeny daty z jiných podobných modelů a digitálních dvojčat, aby bylo možné demonstrovat, jak „skvělé“ nebo optimální vypadá globálně, nejen v rámci lokálního procesu, který se zkoumá.

V důsledku toho digitální dvojčata vyžadují velkou cloudovou komponentu, jinak by organizace riskovaly, že přijdou o jakékoli zdání plného příslibu, který tato technologie nabízí.

Druhou stranou mince je, že digitální dvojčata se nesmí spoléhat pouze na cloudovou technologii, protože latence cloudu může vytvářet překážky pro faktory, jako je sběr dat v reálném čase a pokyny v reálném čase. Uvažte, jak nesmyslné by bylo mít simulaci určenou k předcházení poruchám stroje pouze proto, aby simulace detekovala přetržený řemen dobře poté, co kus přestal správně fungovat a celý stroj je v klidu.

K překonání těchto problémů může být rozumné přidat komponentu, která podporuje edge-AI. To zajišťuje, že data mohou být zachycena co nejblíže simulovanému procesu.

Možné body bolesti při nasazení a správě

Kromě správného technologického zásobníku a infrastruktury pro zachycení nezbytných dat pro simulační dvojčata poháněná umělou inteligencí zůstává důvěra významnou překážkou nasazení. Taxikáři v Londýně možná znají mapu města a všechny její zkratky, ale GPS obvykle vybavuje řidiče přesnějšími trasami tím, že zohledňuje dopravní údaje. Podobně potřebují inženýři a profesionálové ve výrobě zažít přesné a bezpečné simulace, aby získali plnou důvěru ve své schopnosti.

Získání důvěry nějakou dobu trvá, ale transparentnost modelů a datových zdrojů digitálních dvojčat může tento proces urychlit. Organizace by měly strategicky přemýšlet o změně myšlení, která je nezbytná k tomu, aby týmy důvěřovaly poznatkům z této výkonné technologie – jinak riskují, že přijdou o návratnost investic.

Cesta k agentuře

Navzdory příslibu digitálních dvojčat byla adopce poměrně pomalá – až donedávna. Zavedení modelů poháněných umělou inteligencí může digitální dvojčata přenést od reprezentace k simulaci tím, že propojí poznatky z jiných modelů a vytvoří jedinečné poznatky.

S rostoucími investicemi a důvěrou digitální dvojčata nakonec dosáhnou statutu agentury a budou moci samostatně přijímat složitá rozhodnutí. Skutečná hodnota musí být teprve odhalena, ale digitální dvojčata mají potenciál transformovat průmyslová odvětví od výroby přes zdravotnictví až po maloobchod.