Що таке Digital Twin?

Цифровий двійник — це захоплююча технологія, яка дозволяє нам досліджувати широкий спектр можливостей і краще розуміти складні системи реального світу. Це віртуальне представлення фізичних об’єктів і процесів складається з трьох основних компонентів: фізичного об’єкта в реальному просторі, цифрового близнюка у формі програмного забезпечення та, нарешті, даних, які пов’язують ці два елементи. Цифрові близнюки вже використовуються як для зниження витрат, так і для підвищення ефективності в багатьох галузях, і їхній потенціал для ще більшого вдосконалення наших можливостей стає дедалі очевиднішим.

Цифровий двійник дозволяє організаціям отримати безпрецедентну інформацію про ефективність своїх фізичних об’єктів. Встановлюючи різні датчики, що виробляють дані, на об’єкт і пересилаючи цю інформацію в систему обробки, віртуальну копію можна постійно вдосконалювати, оскільки дані в реальному часі завантажуються та аналізуються. Ця здатність генерувати інформацію є ефективним рішенням для організацій, які прагнуть вдосконалення в таких сферах, як виробництво енергії та регулювання температури.

В основі цього лежить ефективний підхід, який використовує моделювання та дослідження проблем продуктивності для інформування про ці вдосконалення до того, як вони фактично будуть реалізовані на вихідному об’єкті, що значно скорочує витрати та час, пов’язані з цими перетвореннями.

Різниця між цифровими близнюками та моделюванням

Цифрові двійники та моделювання є потужними інструментами для вивчення складності системи. Хоча вони обидва використовують цифрові моделі для вивчення та відтворення функцій системи, ключова відмінність полягає в масштабі: симуляції зазвичай зосереджені на одному процесі, тоді як цифрові двійники можна використовувати для запуску кількох симуляцій для більш цілісного уявлення про його складні операції.

Цифрові двійники — це набагато більше, ніж статична модель — вони пропонують інтерактивне середовище, яке надає набагато багатший набір інформації для аналізу. Використовуючи цей віртуальний простір, користувачі можуть точніше оцінювати, як їхні системи функціонуватимуть за різних сценаріїв, надаючи безцінну інформацію, яка часто дозволяє компаніям приймати більш обґрунтовані рішення.

Відмінності між моделюванням і цифровими близнюками виходять навіть за межі цього контексту. Симуляції не мають даних зворотного зв’язку в реальному часі для вимірювання точності, тоді як цифровий двійник налаштований на двонаправлений зв’язок, приймаючи дані від датчиків об’єктів, а потім обмінюючись отриманою інформацією з тим самим джерелом. Ця структура, яка підтримується цифровими близнюками, допомагає генерувати точніші моделі та відповіді, надаючи користувачам доступ до миттєвої оперативної інформації.

Доведено, що цифрові близнюки революціонізують спосіб, яким організації можуть моделювати та планувати потенційні реальні результати. Завдяки використанню віртуальних середовищ і розширеної доступної обчислювальної потужності, а також доступу до більш актуальних даних, зібраних із широкого діапазону областей, цифрові близнюки можуть оцінювати проблеми з ширшого спектру точок, ніж традиційне моделювання. Ці покращені можливості представляють практично безмежний потенціал для суттєвого вдосконалення продуктів, планів і процесів.

Цифрові близнюки революціонізують спосіб, яким організації можуть симулювати та планувати потенційні реальні результати. Завдяки використанню віртуальних середовищ і розширеної доступної обчислювальної потужності, а також доступу до більш актуальних даних, зібраних із широкого діапазону областей, цифрові близнюки можуть оцінювати проблеми з ширшого спектру точок, ніж традиційне моделювання. Ці покращені можливості представляють практично безмежний потенціал для суттєвого вдосконалення продуктів, планів і процесів.

Типи цифрових близнюків

Існують різні способи класифікації цифрових близнюків, але деякі з найпоширеніших типів і методів включають:

Компонент Близнюки

Двійники компонентів — це цифрові копії окремої частини в системі або продукті, що забезпечує можливості для забезпечення довговічності в реальному застосуванні. За допомогою цих цифрових моделей дизайнери та інженери можуть імітувати динамічні сценарії, з якими можуть зіткнутися окремі частини під час використання.

Ця практика дозволяє їм оцінити цілісність деталі та внести необхідні вдосконалення, щоб гарантувати її надійність. Змодельовані сценарії можуть відображати різні рівні стресу та тепла, які може зазнати деталь, дозволяючи дизайнерам належним чином налаштувати її характеристики. За допомогою компонентів-близнюків можна виявити можливі слабкі сторони ще до того, як вони з’являться в реальності.

Близнюки активів

Близнюки активів, або двійники продуктів, надають унікальний спосіб візуалізації роботи фізичних продуктів та їх різних компонентів. Пропонуючи віртуальні втілення продуктів реального світу, близнюки активів дозволяють експертам у багатьох галузях, таких як інженерія та технічне обслуговування, отримати уявлення про те, як системи працюють разом.

Наприклад, двійники активів можна ефективно використовувати для моніторингу продуктивності вітрової турбіни та визначення компонентів, які найбільш схильні до виходу з ладу через регулярне зношування. Таким чином, двійники активів можуть виявитися безцінними для оцінки справності машин у різних галузях.

Система Twins

Системні двійники, також відомі як одиничні близнюки, забезпечують віртуальне представлення систем, що складаються з багатьох взаємопов’язаних продуктів. Моделюючи окремі продукти та їх взаємодію як частини складної системи, можна визначити можливості для підвищення ефективності та продуктивності. Системні двійники діють як лінза, через яку організації можуть отримати уявлення про зв’язок між продуктами та попитом клієнтів, що дозволяє їм оптимізувати процеси для досягнення максимальної продуктивності.

Завдяки цій додатковій видимості операцій компанії можуть застосовувати більш проактивний підхід до вирішення проблем і гарантувати, що всі компоненти працюють узгоджено один з одним. Ця потужна технологія пропонує компаніям захоплюючу можливість підвищити ефективність, розуміючи, як їхні активи взаємодіють, і вдосконалювати поточну систему.

Процес Twins

Концепція двійників процесів відкриває захоплюючий новий погляд на цифрові рішення для власників бізнесу та осіб, які приймають рішення. За допомогою двійника процесів можна моделювати кожен рівень операцій, від великомасштабних систем до дрібних деталей. Це дозволяє компаніям отримати прогнозне уявлення про потенційні проблеми, розробити рекомендації та плани дій на основі поточних моделей або передбачених сценаріїв, а також оптимізувати виробничі моделі для забезпечення максимальної ефективності.

Близнюки процесів є піонерами нової революції в тому, як ми дивимося на сучасну взаємопов’язану систему в таких галузях, як виробництво, і сприяємо розвитку гнучкості в організаціях, які прагнуть залишатися конкурентоспроможними на ринку, що постійно розвивається.

Переваги цифрових близнюків

Цифрові близнюки пропонують низку переваг, таких як зниження вартості та ризику роботи над фізичними аспектами.

Деякі з інших основних переваг цифрових близнюків включають:

Більша ефективність

Цифрові близнюки можуть полегшити головний біль, пов’язаний з процесами виробництва в реальному світі після виробництва, забезпечуючи автоматизований моніторинг усієї багатокомпонентної системи. Використовуючи цифрові моделі для відображення фізичних виробничих систем, виробники можуть бути більш активними у забезпеченні максимальної продуктивності та ефективності на всіх етапах процесу.

Цифрові близнюки пропонують рівень прозорості та гнучкості, з яким ручні процеси просто не можуть зрівнятися. Завдяки здатності швидко оцінювати незначні коливання або непередбачені наслідки для роботи машини, керівники можуть приймати обґрунтовані рішення для постійного покращення продуктивності своєї організації. Все це робить цифрові близнюки ідеальними для того, щоб служити потужними інструментами для сучасних виробників, які прагнуть до оптимальної врожайності та енергозбереження.

Кращі дослідження та розробки

Використання цифрових двійників для інформування про дослідницькі та дизайнерські рішення стає все більш популярним завдяки їх здатності генерувати вичерпні дані та звіти про ймовірні результати продуктивності продуктів.

Ця велика кількість даних дає неймовірне розуміння та дозволяє компаніям приймати обґрунтовані рішення щодо потенційних удосконалень продукту, не починаючи дорогий процес виробництва. Завдяки цифровим близнюкам компанії можуть мати кришталево чітке уявлення про те, як їхній продукт працюватиме в різних сценаріях або програмах, перш ніж інвестувати у великомасштабне виробництво. Це не тільки допомагає заощадити гроші та ресурси, але й гарантує, що клієнти отримають продукти вищої якості, оскільки компанії наголошують на вишуканості, а не на методі проб і помилок.

Продукти з вичерпаним терміном служби

Цифрові двійники є цінним інструментом для виробників, щоб ефективно та результативно керувати життєвим циклом продукту. Вони можуть використовувати цю інформацію для оптимізації кінцевих етапів обробки продукту, заощаджуючи кошти та забезпечуючи відповідність нормативним вимогам. Цифрові близнюки дозволяють виробникам аналізувати склад матеріалів і отримувати уявлення про те, що можна отримати з продуктів на етапах завершення терміну служби, тобто вони можуть вирішувати, як і коли переробляти або використовувати матеріали повторно.

Ці знання можуть мати позитивний і тривалий вплив, допомагаючи їм скорочувати витрати, зменшувати свій вуглецевий слід, а також стимулювати нові методології для ініціатив сталого розвитку

інші переваги

Деякі інші переваги цифрових близнюків включають покращену ефективність роботи, довший час безвідмовної роботи обладнання, підвищену надійність і доступність завдяки моніторингу та моделюванню, менші витрати на обслуговування та постійні вдосконалення.

Випадки використання цифрових подвійників

Галузі, які найбільше покладаються на цифрових близнюків, включають:

• Виробництво: Промисловий сектор є лідером у використанні цифрових близнюків, і в цій сфері спостерігається широке впровадження. Протягом багатьох років виробники використовували віртуальні копії для моделювання компонентів, продуктів, систем і цілих заводів, що дає їм безпрецедентне розуміння своїх робочих процесів.
• Охорона здоров'я: Завдяки цифровим близнюкам медичні працівники мають змогу оптимізувати діагностику та лікування, уникаючи ризиків тестування в реальному світі. Використовуючи електронні медичні записи, дані секвенування генома, результати візуалізації та іншу інформацію про пацієнтів разом із анонімними порівняльними дослідженнями, постачальники послуг можуть впевнено визначати найкращі варіанти терапії для своїх пацієнтів з більшою точністю, ніж будь-коли раніше
• Енергія: Електричні компанії знаходяться на передовій технології, досліджуючи цифрових близнюків, щоб революціонізувати електростанції, мережі та навіть системи відновлюваної енергії. Цей інноваційний підхід може забезпечити безпрецедентний контроль над протоколами технічного обслуговування та моніторингом виробництва з метою максимізації ефективності сонячних установок і вітряних електростанцій – критичного кроку до вуглецевої нейтральності. У майбутньому цілі електричні мережі можуть бути відтворені за допомогою цифрових двійників процесу.
• Міське планування: Завдяки технології цифрових близнюків міста та великі будівельні проекти можуть бути підключені цифровим способом для покращення інфраструктури. Використання технологій Інтернету речей разом із аналітикою штучного інтелекту дає змогу ініціативам розумного міста підвищувати енергоефективність, одночасно оптимізуючи транспортні послуги в національному масштабі.
• Роздрібна торгівля та електронна комерція: Роздрібні торговці використовують цифрові двійники, щоб трансформувати досвід покупок, від розміщення товару та оптимізації шляху клієнта у звичайних магазинах до стимулювання онлайн-залучення через моделі віртуальних магазинів. Інновація також революціонізує візуальні ефекти завдяки 3D-зображенням, які відтворюються з безпрецедентною деталізацією, створюючи гіперреалістичні враження від перегляду.