Τι είναι το Ψηφιακό Δίδυμο;

Το ψηφιακό δίδυμο είναι μια συναρπαστική τεχνολογία που μας επιτρέπει να εξερευνήσουμε ένα ευρύ φάσμα δυνατοτήτων και να κατανοήσουμε καλύτερα πολύπλοκα συστήματα του πραγματικού κόσμου. Αυτή η εικονική αναπαράσταση φυσικών οντοτήτων και διαδικασιών αποτελείται από τρία κύρια στοιχεία: τη φυσική οντότητα στον πραγματικό χώρο, το ψηφιακό δίδυμο σε μορφή λογισμικού και, τέλος, δεδομένα που συνδέουν αυτά τα δύο στοιχεία μεταξύ τους. Τα ψηφιακά δίδυμα χρησιμοποιούνται ήδη τόσο για τη μείωση του κόστους όσο και για την αύξηση της αποτελεσματικότητας σε πολλούς κλάδους, και οι δυνατότητές τους για περαιτέρω βελτίωση των ικανοτήτων μας γίνονται όλο και πιο σαφείς.

Ένα ψηφιακό δίδυμο δίνει τη δυνατότητα στους οργανισμούς να ξεκλειδώσουν άνευ προηγουμένου γνώσεις σχετικά με την απόδοση των φυσικών τους αντικειμένων. Εγκαθιστώντας διάφορους αισθητήρες παραγωγής δεδομένων στο αντικείμενο και αναμεταδίδοντας αυτές τις πληροφορίες σε ένα σύστημα επεξεργασίας, το εικονικό αντίγραφο μπορεί να βελτιώνεται συνεχώς καθώς τα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο φορτώνονται και αναλύονται. Αυτή η ικανότητα δημιουργίας πληροφοριών παρέχει μια αποτελεσματική λύση για οργανισμούς που αναζητούν βελτίωση σε τομείς όπως η παραγωγή ενέργειας και η ρύθμιση της θερμοκρασίας.

Βάσει αυτής βρίσκεται μια αποτελεσματική προσέγγιση που χρησιμοποιεί προσομοιώσεις και μελέτες ζητημάτων απόδοσης για να ενημερώσει αυτές τις βελτιώσεις προτού εφαρμοστούν πραγματικά στο αρχικό αντικείμενο, μειώνοντας σημαντικά το κόστος και τον χρόνο που σχετίζεται με την πραγματοποίηση αυτών των μετασχηματισμών.

Διαφορά μεταξύ ψηφιακών διδύμων και προσομοιώσεων

Τα ψηφιακά δίδυμα και οι προσομοιώσεις είναι και τα δύο ισχυρά εργαλεία για τη μελέτη της πολυπλοκότητας ενός συστήματος. Ενώ και οι δύο χρησιμοποιούν ψηφιακά μοντέλα για να μελετήσουν και να αναπαράγουν τις λειτουργίες του συστήματος, η βασική διαφορά έγκειται στην κλίμακα: οι προσομοιώσεις συνήθως εστιάζουν σε μία διαδικασία, ενώ τα digital twins μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτέλεση πολλαπλών προσομοιώσεων για μια πιο ολιστική άποψη των περίπλοκων λειτουργιών του.

Τα ψηφιακά δίδυμα είναι πολύ περισσότερα από ένα στατικό μοντέλο — προσφέρουν ένα διαδραστικό περιβάλλον που παρέχει ένα πολύ πιο πλούσιο σύνολο πληροφοριών για ανάλυση. Χρησιμοποιώντας αυτόν τον εικονικό χώρο, οι χρήστες μπορούν να αξιολογήσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια πώς θα λειτουργήσουν τα συστήματά τους σε διαφορετικά σενάρια, παρέχοντας πολύτιμες πληροφορίες που συχνά επιτρέπουν στις επιχειρήσεις να λαμβάνουν καλύτερα τεκμηριωμένες αποφάσεις.

Οι διαφορές μεταξύ προσομοιώσεων και ψηφιακών δίδυμων εκτείνονται ακόμη και πέρα ​​από αυτό το πλαίσιο. Οι προσομοιώσεις δεν διαθέτουν τα δεδομένα ανάδρασης σε πραγματικό χρόνο για τη μέτρηση της ακρίβειας, ενώ ένα ψηφιακό δίδυμο έχει ρυθμιστεί για να επικοινωνεί αμφίδρομα, λαμβάνοντας δεδομένα από τους αισθητήρες αντικειμένων και στη συνέχεια μοιράζοντας τις πληροφορίες που σχηματίζει με την ίδια πηγή. Αυτή η δομή που ενεργοποιείται από τα ψηφιακά δίδυμα βοηθά στη δημιουργία πιο ακριβών μοντέλων και απαντήσεων, επιτρέποντας στους χρήστες πρόσβαση σε άμεση ευφυΐα.

Τα ψηφιακά δίδυμα αποδεικνύονται ότι φέρνουν επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο οι οργανισμοί μπορούν να προσομοιώνουν και να σχεδιάζουν πιθανά αποτελέσματα στον πραγματικό κόσμο. Αξιοποιώντας εικονικά περιβάλλοντα και βελτιωμένη υπολογιστική ισχύ, καθώς και πρόσβαση σε πιο ενημερωμένα δεδομένα που συλλέγονται από ένα ευρύ φάσμα περιοχών, τα digital twins είναι σε θέση να αξιολογούν ζητήματα από ένα ευρύτερο φάσμα σημείων από αυτό που προσφέρουν οι παραδοσιακές προσομοιώσεις. Αυτή η βελτιωμένη ικανότητα παρουσιάζει πρακτικά απεριόριστες δυνατότητες βελτίωσης προϊόντων, σχεδίων και διαδικασιών με ουσιαστικούς τρόπους.

Τα ψηφιακά δίδυμα φέρνουν επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο οι οργανισμοί μπορούν να προσομοιώσουν και να σχεδιάσουν για πιθανά αποτελέσματα στον πραγματικό κόσμο. Αξιοποιώντας εικονικά περιβάλλοντα και βελτιωμένη υπολογιστική ισχύ, καθώς και πρόσβαση σε πιο ενημερωμένα δεδομένα που συλλέγονται από ένα ευρύ φάσμα περιοχών, τα digital twins είναι σε θέση να αξιολογούν ζητήματα από ένα ευρύτερο φάσμα σημείων από αυτό που προσφέρουν οι παραδοσιακές προσομοιώσεις. Αυτή η βελτιωμένη ικανότητα παρουσιάζει πρακτικά απεριόριστες δυνατότητες βελτίωσης προϊόντων, σχεδίων και διαδικασιών με ουσιαστικούς τρόπους.

Τύποι ψηφιακών διδύμων

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να κατηγοριοποιήσετε τα ψηφιακά δίδυμα, αλλά μερικοί από τους πιο συνηθισμένους τύπους και μεθόδους περιλαμβάνουν:

Component Twins

Τα Component Twins είναι ψηφιακά αντίγραφα ενός μεμονωμένου εξαρτήματος σε ένα σύστημα ή προϊόν, παρέχοντας επιλογές για τη διασφάλιση της ανθεκτικότητας στην πραγματική εφαρμογή. Μέσω αυτών των ψηφιακών μοντέλων, οι σχεδιαστές και οι μηχανικοί μπορούν να προσομοιώσουν δυναμικά σενάρια που μπορεί να συναντήσουν μεμονωμένα μέρη κατά τη χρήση.

Αυτή η πρακτική τους επιτρέπει να αξιολογήσουν την ακεραιότητα του εξαρτήματος και να κάνουν τις απαραίτητες βελτιώσεις για να εγγυηθούν την αξιοπιστία του. Τα προσομοιωμένα σενάρια θα μπορούσαν να αντιπροσωπεύουν διάφορα επίπεδα πίεσης και θερμότητας που μπορεί να αντιμετωπίσει το εξάρτημα, επιτρέποντας στους σχεδιαστές να τροποποιήσουν κατάλληλα τις προδιαγραφές του. Με τα συστατικά δίδυμα, είναι δυνατό να εντοπιστούν πιθανές αδυναμίες πριν καν υπάρξουν στην πραγματικότητα.

Asset Twins

Τα Asset Twins, ή Product Twins, παρέχουν έναν μοναδικό τρόπο οπτικοποίησης της λειτουργίας των φυσικών προϊόντων και των διαφόρων συστατικών τους. Προσφέροντας εικονικές ενσαρκώσεις προϊόντων πραγματικού κόσμου, τα asset twins δίνουν τη δυνατότητα σε ειδικούς σε πολλούς τομείς όπως η μηχανική και η συντήρηση να αποκτήσουν πληροφορίες για το πώς συνεργάζονται τα συστήματα.

Για παράδειγμα, τα asset twins μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για την παρακολούθηση της απόδοσης μιας ανεμογεννήτριας και για τον εντοπισμό ποια εξαρτήματα είναι πιο επιρρεπή σε αστοχία λόγω τακτικής φθοράς. Με αυτόν τον τρόπο, τα asset twins μπορεί να αποδειχθούν ανεκτίμητα για την αξιολόγηση της υγείας των μηχανών σε μια ποικιλία διαφορετικών βιομηχανιών.

System Twins

Τα συστήματα δίδυμα, επίσης γνωστά ως δίδυμα μονάδων, παρέχουν μια εικονική αναπαράσταση συστημάτων που αποτελούνται από πολλά αλληλένδετα προϊόντα. Με τη μοντελοποίηση μεμονωμένων προϊόντων και τις αλληλεπιδράσεις τους ως μέρος ενός σύνθετου συστήματος, είναι δυνατό να εντοπιστούν ευκαιρίες για αυξημένη απόδοση και παραγωγικότητα. Τα δίδυμα συστήματα λειτουργούν ως φακός μέσω του οποίου οι οργανισμοί μπορούν να αποκτήσουν γνώσεις σχετικά με τη σχέση μεταξύ προϊόντων και ζήτησης πελατών, επιτρέποντάς τους να βελτιστοποιήσουν τις διαδικασίες για μέγιστη απόδοση.

Με αυτήν την πρόσθετη ορατότητα στις λειτουργίες, οι επιχειρήσεις είναι σε θέση να υιοθετήσουν μια πιο προληπτική προσέγγιση για την επίλυση προβλημάτων και να διασφαλίσουν ότι όλα τα στοιχεία λειτουργούν σε αρμονία μεταξύ τους. Αυτή η ισχυρή τεχνολογία προσφέρει στις επιχειρήσεις μια συναρπαστική ευκαιρία να αυξήσουν την αποτελεσματικότητά τους, κατανοώντας πώς αλληλεπιδρούν τα περιουσιακά τους στοιχεία και βελτιώνονται με το τρέχον σύστημα.

Process Twins

Η έννοια των διδύμων διεργασιών παρέχει μια συναρπαστική νέα προοπτική για τις ψηφιακές λύσεις για ιδιοκτήτες επιχειρήσεων και υπεύθυνους λήψης αποφάσεων. Με μια διπλή διαδικασία, κάθε επίπεδο λειτουργιών μπορεί να μοντελοποιηθεί, από συστήματα μεγάλης κλίμακας έως μικρές λεπτομέρειες. Αυτό επιτρέπει στις επιχειρήσεις να αποκτήσουν προγνωστική εικόνα για πιθανά ζητήματα, να αναπτύξουν συστάσεις και σχέδια δράσης με βάση τα τρέχοντα πρότυπα ή οραματιζόμενα σενάρια και να βελτιστοποιήσουν τα μοντέλα παραγωγής για να εξασφαλίσουν τη μέγιστη απόδοση.

Οι διδύμοι διεργασιών πρωτοστατούν σε μια νέα επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο βλέπουμε το σύγχρονο διασυνδεδεμένο σύστημα σε βιομηχανίες όπως η μεταποίηση και συμβάλλουν στην ενίσχυση της ευελιξίας εντός των οργανισμών καθώς προσπαθούν να παραμείνουν ανταγωνιστικοί στη συνεχώς εξελισσόμενη αγορά.

Οφέλη από ψηφιακά δίδυμα

Τα ψηφιακά δίδυμα προσφέρουν μια σειρά από πλεονεκτήματα, όπως η μείωση του κόστους και του κινδύνου εργασίας για τις φυσικές πτυχές.

Μερικά από τα άλλα κύρια οφέλη των ψηφιακών διδύμων περιλαμβάνουν:

Μεγαλύτερη Αποδοτικότητα

Τα ψηφιακά δίδυμα μπορούν να ανακουφίσουν τους πονοκεφάλους που σχετίζονται με τις πραγματικές διαδικασίες παραγωγής μετά την παραγωγή, επιτρέποντας την αυτοματοποιημένη παρακολούθηση ολόκληρου του συστήματος πολλαπλών εξαρτημάτων. Χρησιμοποιώντας ψηφιακά μοντέλα για να αντικατοπτρίζουν τα φυσικά συστήματα παραγωγής, οι κατασκευαστές μπορούν να είναι πιο ενεργητικοί για να εξασφαλίσουν κορυφαία απόδοση και αποτελεσματικότητα σε όλα τα στάδια της διαδικασίας.

Τα ψηφιακά δίδυμα προσφέρουν ένα επίπεδο διαφάνειας και ευελιξίας που απλά δεν μπορούν να ταιριάξουν οι χειροκίνητες διαδικασίες. Με τη δυνατότητα γρήγορης αξιολόγησης των μικρών διακυμάνσεων ή των ακούσιων συνεπειών στις λειτουργίες του μηχανήματος, τα στελέχη μπορούν να λάβουν τεκμηριωμένες αποφάσεις για συνεχή βελτίωση στην απόδοση του οργανισμού τους. Όλα αυτά τοποθετούν τα ψηφιακά δίδυμα σε ιδανική θέση για να χρησιμεύσουν ως ισχυρά όργανα για σύγχρονους κατασκευαστές που αγωνίζονται για βέλτιστη απόδοση και εξοικονόμηση ενέργειας.

Καλύτερη Ε&Α

Η χρήση ψηφιακών διδύμων για την ενημέρωση των αποφάσεων έρευνας και σχεδιασμού γίνεται όλο και πιο δημοφιλής λόγω της ικανότητάς της να δημιουργεί ολοκληρωμένα δεδομένα και αναφορές σχετικά με τα πιθανά αποτελέσματα απόδοσης των προϊόντων.

Αυτή η πληθώρα δεδομένων παρέχει απίστευτη διορατικότητα και επιτρέπει στις εταιρείες να λαμβάνουν τεκμηριωμένες αποφάσεις για πιθανές βελτιώσεις προϊόντων χωρίς να ξεκινούν την ακριβή διαδικασία παραγωγής. Με τα digital twins, οι εταιρείες μπορούν να έχουν μια κρυστάλλινη ιδέα για το πώς θα αποδώσει το προϊόν τους σε διάφορα σενάρια ή εφαρμογές πριν επενδύσουν σε μεγάλης κλίμακας παραγωγή. Αυτό όχι μόνο βοηθά στην εξοικονόμηση χρημάτων και πόρων, αλλά διασφαλίζει επίσης ότι οι πελάτες λαμβάνουν προϊόντα υψηλότερης ποιότητας, καθώς οι εταιρείες δίνουν έμφαση στη βελτίωση και όχι στη δοκιμή και το σφάλμα.

Προϊόντα στο τέλος του κύκλου ζωής τους

Τα ψηφιακά δίδυμα είναι ένα πολύτιμο εργαλείο για τους κατασκευαστές να διαχειρίζονται αποτελεσματικά και αποτελεσματικά τον κύκλο ζωής του προϊόντος. Μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτές τις πληροφορίες για να βελτιστοποιήσουν τα τελικά βήματα της επεξεργασίας του προϊόντος, εξοικονομώντας κόστος και διασφαλίζοντας τη συμμόρφωση με τους κανονισμούς. Τα ψηφιακά δίδυμα επιτρέπουν στους κατασκευαστές να αναλύουν τις συνθέσεις υλικών και να αποκτούν γνώσεις σχετικά με το τι μπορεί να συλλεχθεί από τα προϊόντα στα στάδια του τέλους ζωής, που σημαίνει ότι μπορούν να αποφασίσουν πώς και πότε να ανακυκλώσουν ή να επαναχρησιμοποιήσουν υλικά.

Αυτή η γνώση έχει τη δυνατότητα να έχει θετικό και μακροχρόνιο αντίκτυπο βοηθώντας τους να μειώσουν το κόστος, να μειώσουν το αποτύπωμά τους άνθρακα, καθώς και να οδηγήσουν νέες μεθοδολογίες για πρωτοβουλίες βιωσιμότητας

Άλλα οφέλη

Μερικά από τα άλλα οφέλη των digital twins περιλαμβάνουν βελτιωμένη λειτουργική απόδοση, μεγαλύτερο χρόνο λειτουργίας για εξοπλισμό, αυξημένη αξιοπιστία και διαθεσιμότητα μέσω παρακολούθησης και προσομοίωσης, χαμηλότερο κόστος συντήρησης και συνεχείς βελτιώσεις.

Ψηφιακές Δίδυμες Θήκες Χρήσης

Οι βιομηχανίες που βασίζονται περισσότερο σε ψηφιακά δίδυμα περιλαμβάνουν:

• Βιομηχανία: Ο βιομηχανικός τομέας βρίσκεται στην πρώτη γραμμή της μόχλευσης των ψηφιακών διδύμων και έχει σημειωθεί εκτεταμένη εφαρμογή σε αυτόν τον τομέα. Εδώ και πολλά χρόνια, οι κατασκευαστές έχουν χρησιμοποιήσει εικονικά αντίγραφα για τη μοντελοποίηση εξαρτημάτων, προϊόντων, συστημάτων και ολόκληρων εργοστασίων – επιτρέποντάς τους πρωτοφανείς πληροφορίες για τις λειτουργικές τους διαδικασίες.
• Φροντίδα υγείας: Μέσω των ψηφιακών διδύμων, οι επαγγελματίες του ιατρού έχουν τη δυνατότητα να βελτιστοποιούν τις διαγνώσεις και τις θεραπείες αποφεύγοντας τους κινδύνους των πραγματικών δοκιμών. Αξιοποιώντας ηλεκτρονικά αρχεία υγείας, δεδομένα αλληλουχίας γονιδιώματος, αποτελέσματα απεικόνισης και άλλες πληροφορίες ασθενών παράλληλα με ανώνυμες συγκριτικές ερευνητικές γνώσεις – οι πάροχοι μπορούν με σιγουριά να καθορίσουν τις καλύτερες θεραπευτικές επιλογές για τους ασθενείς τους με μεγαλύτερη ακρίβεια από ποτέ
• Ενέργεια: Οι εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας βρίσκονται στην αιχμή της τεχνολογίας, εξερευνώντας ψηφιακά δίδυμα για να φέρουν επανάσταση σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, δίκτυα και ακόμη και συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Αυτή η καινοτόμος προσέγγιση θα μπορούσε να επιτρέψει τον άνευ προηγουμένου έλεγχο των πρωτοκόλλων συντήρησης και της παρακολούθησης της παραγωγής προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η απόδοση για ηλιακές εγκαταστάσεις και αιολικά πάρκα – ένα κρίσιμο βήμα προς την ουδετερότητα του άνθρακα. Στο μέλλον, ολόκληρα δίκτυα ηλεκτρικού δικτύου ενδέχεται να αντιγραφούν με ψηφιακά δίδυμα διεργασιών.
• Πολεοδομικός σχεδιασμός: Μέσω της τεχνολογίας των ψηφιακών διδύμων, πόλεις και μεγάλα κατασκευαστικά έργα μπορούν να συνδεθούν ψηφιακά για τη βελτίωση των υποδομών. Η χρήση τεχνολογιών IoT μαζί με τα αναλυτικά στοιχεία τεχνητής νοημοσύνης καθιστούν δυνατή τις πρωτοβουλίες έξυπνων πόλεων να αυξήσουν την ενεργειακή απόδοση βελτιστοποιώντας παράλληλα τις υπηρεσίες μεταφορών σε εθνική κλίμακα.
• Λιανικό και Ηλεκτρονικό Εμπόριο: Οι έμποροι λιανικής αξιοποιούν τα digital twins για να μεταμορφώσουν την εμπειρία αγορών, από την τοποθέτηση προϊόντων και τη βελτιστοποίηση ταξιδιού πελατών σε φυσικά καταστήματα, στην προώθηση της διαδικτυακής δέσμευσης μέσω μοντέλων εικονικών καταστημάτων. Η καινοτομία φέρνει επίσης επανάσταση στα γραφικά με τρισδιάστατες εικόνες που αποδίδονται με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια – δημιουργώντας μια υπερρεαλιστική εμπειρία θέασης.