Digital Twin là gì?

Sinh đôi kỹ thuật số là một công nghệ thú vị cho phép chúng ta khám phá nhiều khả năng khác nhau và hiểu rõ hơn về các hệ thống phức tạp trong thế giới thực. Biểu diễn ảo này của các thực thể và quy trình vật lý bao gồm ba thành phần chính: thực thể vật lý trong không gian thực, bản sao kỹ thuật số ở dạng phần mềm và cuối cùng là dữ liệu liên kết hai yếu tố này với nhau. Bản sao kỹ thuật số đã được sử dụng để giảm chi phí và tăng hiệu quả trong nhiều ngành và tiềm năng của chúng để cải thiện khả năng của chúng ta hơn nữa đang ngày càng trở nên rõ ràng.

Bản sao kỹ thuật số cho phép các tổ chức mở khóa thông tin chi tiết chưa từng có về hiệu suất của các đối tượng vật lý của họ. Bằng cách cài đặt các cảm biến tạo dữ liệu khác nhau lên đối tượng và chuyển tiếp thông tin đó đến hệ thống xử lý, bản sao ảo có thể được cải thiện liên tục khi dữ liệu thời gian thực được tải lên và phân tích. Khả năng tạo ra thông tin chi tiết này cung cấp một giải pháp hiệu quả cho các tổ chức đang tìm kiếm sự cải thiện trong các lĩnh vực như sản lượng năng lượng và điều chỉnh nhiệt độ.

Về cơ bản, đây là một cách tiếp cận hiệu quả sử dụng các mô phỏng và nghiên cứu về các vấn đề hiệu suất để thông báo những cải tiến này trước khi chúng thực sự được triển khai trên đối tượng ban đầu, giúp giảm đáng kể chi phí và thời gian nỗ lực liên quan đến việc thực hiện các chuyển đổi này.

Sự khác biệt giữa Song sinh kỹ thuật số và Mô phỏng

Bản sao kỹ thuật số và mô phỏng đều là những công cụ mạnh mẽ trong việc nghiên cứu sự phức tạp của một hệ thống. Mặc dù cả hai đều sử dụng các mô hình kỹ thuật số để nghiên cứu và tái tạo các chức năng của hệ thống, nhưng điểm khác biệt chính nằm ở quy mô: các mô phỏng thường tập trung vào một quy trình trong khi các cặp song sinh kỹ thuật số có thể được sử dụng để chạy nhiều mô phỏng nhằm có cái nhìn tổng thể hơn về các hoạt động phức tạp của nó.

Cặp song sinh kỹ thuật số không chỉ là một mô hình tĩnh — chúng cung cấp một môi trường tương tác cung cấp tập hợp thông tin phong phú hơn nhiều để phân tích. Bằng cách sử dụng không gian ảo này, người dùng có thể đánh giá chính xác hơn hệ thống của họ sẽ hoạt động như thế nào trong các tình huống khác nhau, cung cấp thông tin chi tiết vô giá thường cho phép doanh nghiệp đưa ra quyết định sáng suốt hơn.

Sự khác biệt giữa mô phỏng và cặp song sinh kỹ thuật số thậm chí còn vượt ra ngoài bối cảnh này. Các mô phỏng thiếu dữ liệu phản hồi theo thời gian thực để đo lường độ chính xác, trong khi một bản sao kỹ thuật số được thiết lập để giao tiếp hai chiều, bằng cách lấy dữ liệu từ các cảm biến đối tượng và sau đó chia sẻ thông tin chi tiết mà nó hình thành lại với cùng một nguồn đó. Cấu trúc này được kích hoạt bởi cặp song sinh kỹ thuật số giúp tạo ra các mô hình và phản hồi chính xác hơn, cho phép người dùng truy cập vào thông tin tình báo có thể hành động ngay lập tức.

Cặp song sinh kỹ thuật số đang chứng tỏ đang cách mạng hóa cách các tổ chức có thể mô phỏng và lập kế hoạch cho các kết quả tiềm năng trong thế giới thực. Bằng cách khai thác môi trường ảo và sức mạnh tính toán nâng cao sẵn có, cộng với quyền truy cập vào dữ liệu cập nhật hơn được thu thập từ nhiều lĩnh vực, cặp song sinh kỹ thuật số có thể đánh giá các vấn đề từ nhiều điểm hơn so với mô phỏng truyền thống có thể cung cấp. Khả năng được cải thiện này thể hiện tiềm năng thực tế vô hạn để nâng cao sản phẩm, kế hoạch và quy trình theo những cách đáng kể.

Cặp song sinh kỹ thuật số đang cách mạng hóa cách các tổ chức có thể mô phỏng và lập kế hoạch cho các kết quả tiềm năng trong thế giới thực. Bằng cách khai thác môi trường ảo và sức mạnh tính toán nâng cao sẵn có, cộng với quyền truy cập vào dữ liệu cập nhật hơn được thu thập từ nhiều lĩnh vực, cặp song sinh kỹ thuật số có thể đánh giá các vấn đề từ nhiều điểm hơn so với mô phỏng truyền thống có thể cung cấp. Khả năng được cải thiện này thể hiện tiềm năng thực tế vô hạn để nâng cao sản phẩm, kế hoạch và quy trình theo những cách đáng kể.

Các loại sinh đôi kỹ thuật số

Có nhiều cách khác nhau để phân loại cặp song sinh kỹ thuật số, nhưng một số loại và phương pháp phổ biến nhất bao gồm:

cặp song sinh thành phần

Cặp song sinh thành phần là bản sao kỹ thuật số của một bộ phận riêng lẻ trong hệ thống hoặc sản phẩm, cung cấp các tùy chọn để đảm bảo độ bền trong ứng dụng thực tế. Thông qua các mô hình kỹ thuật số này, các nhà thiết kế và kỹ sư có thể mô phỏng các tình huống động mà các bộ phận riêng lẻ có thể gặp phải trong quá trình sử dụng.

Phương pháp này cho phép họ đánh giá tính toàn vẹn của bộ phận và thực hiện các cải tiến cần thiết để đảm bảo độ tin cậy của bộ phận đó. Các kịch bản mô phỏng có thể biểu thị các mức độ căng thẳng và nhiệt độ khác nhau mà bộ phận có thể gặp phải, cho phép các nhà thiết kế điều chỉnh thông số kỹ thuật của nó một cách thích hợp. Với cặp song sinh thành phần, có thể xác định các điểm yếu có thể xảy ra trước khi chúng tồn tại trong thực tế.

cặp song sinh tài sản

Cặp song sinh tài sản, hoặc cặp song sinh sản phẩm, cung cấp một cách độc đáo để hình dung hoạt động của các sản phẩm vật chất và các thành phần khác nhau của chúng. Bằng cách cung cấp các phiên bản ảo của các sản phẩm trong thế giới thực, cặp song sinh nội dung cho phép các chuyên gia trong nhiều lĩnh vực như kỹ thuật và bảo trì hiểu rõ hơn về cách các hệ thống hoạt động cùng nhau.

Chẳng hạn, cặp song sinh tài sản có thể được sử dụng một cách hiệu quả để theo dõi hiệu suất của tua-bin gió và xác định bộ phận nào dễ bị hỏng nhất do hao mòn thường xuyên. Bằng cách này, cặp song sinh tài sản có thể chứng minh là vô giá để đánh giá tình trạng của máy móc trong nhiều ngành khác nhau.

Hệ thống song sinh

Cặp song sinh hệ thống, còn được gọi là cặp song sinh đơn vị, cung cấp một đại diện ảo của các hệ thống được tạo thành từ nhiều sản phẩm có liên quan với nhau. Bằng cách lập mô hình các sản phẩm riêng lẻ và các tương tác của chúng như một phần của hệ thống phức tạp, có thể xác định các cơ hội để tăng hiệu quả và năng suất. Cặp song sinh hệ thống hoạt động như một lăng kính mà qua đó các tổ chức có thể hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa sản phẩm và nhu cầu của khách hàng, cho phép họ tối ưu hóa các quy trình để đạt hiệu suất tối đa.

Với khả năng hiển thị được bổ sung này vào các hoạt động, các doanh nghiệp có thể thực hiện một cách tiếp cận chủ động hơn để giải quyết vấn đề và đảm bảo rằng tất cả các thành phần đang hoạt động hài hòa với nhau. Công nghệ mạnh mẽ này mang đến cho doanh nghiệp cơ hội thú vị để tăng hiệu quả bằng cách hiểu cách tài sản của họ tương tác và cải thiện hệ thống hiện tại.

quá trình sinh đôi

Khái niệm quy trình song sinh cung cấp một góc nhìn mới thú vị về các giải pháp kỹ thuật số cho chủ doanh nghiệp và những người ra quyết định. Với quy trình song sinh, mọi cấp độ hoạt động đều có thể được mô hình hóa, từ các hệ thống quy mô lớn đến các chi tiết nhỏ. Điều này cho phép các doanh nghiệp có được cái nhìn sâu sắc mang tính dự đoán về các vấn đề tiềm ẩn, phát triển các đề xuất và kế hoạch hành động dựa trên các mẫu hiện tại hoặc các kịch bản đã hình dung, đồng thời tối ưu hóa các mô hình sản xuất để đảm bảo hiệu quả tối đa.

Cặp song sinh quy trình đang đi tiên phong trong một cuộc cách mạng mới về cách chúng ta nhìn vào hệ thống kết nối hiện đại trong các ngành như sản xuất và giúp thúc đẩy sự linh hoạt trong các tổ chức khi họ cố gắng duy trì tính cạnh tranh trong thị trường không ngừng phát triển.

Lợi ích của Digital Twins

Bản sao kỹ thuật số cung cấp một loạt lợi ích, chẳng hạn như giảm chi phí và rủi ro khi làm việc trên các khía cạnh vật lý.

Một số lợi ích chính khác của cặp song sinh kỹ thuật số bao gồm:

Hiệu quả cao hơn

Cặp song sinh kỹ thuật số có thể giảm bớt những cơn đau đầu liên quan đến các quy trình sản xuất trong thế giới thực sau sản xuất bằng cách cho phép giám sát tự động toàn bộ hệ thống nhiều bộ phận. Bằng cách sử dụng các mô hình kỹ thuật số để phản chiếu các hệ thống sản xuất vật lý, các nhà sản xuất có thể chủ động hơn trong việc đảm bảo hiệu suất và hiệu quả cao nhất trong tất cả các bước của quy trình.

Bản sao kỹ thuật số cung cấp mức độ minh bạch và linh hoạt mà các quy trình thủ công đơn giản là không thể sánh được. Với khả năng đánh giá nhanh các biến động nhỏ hoặc hậu quả ngoài ý muốn đối với hoạt động của máy móc, các giám đốc điều hành có thể đưa ra các quyết định sáng suốt để đạt được sự cải tiến liên tục về hiệu suất của tổ chức. Tất cả những điều này đặt cặp song sinh kỹ thuật số ở một vị trí lý tưởng để đóng vai trò là công cụ mạnh mẽ cho các nhà sản xuất hiện đại đang cố gắng đạt được năng suất tối ưu và bảo tồn năng lượng.

R&D tốt hơn

Việc sử dụng cặp song sinh kỹ thuật số để thông báo các quyết định nghiên cứu và thiết kế ngày càng trở nên phổ biến do khả năng tạo dữ liệu toàn diện và báo cáo về kết quả hoạt động có thể có của sản phẩm.

Lượng dữ liệu phong phú này mang lại cái nhìn sâu sắc đáng kinh ngạc và cho phép các công ty đưa ra quyết định sáng suốt về các cải tiến sản phẩm tiềm năng mà không cần bắt đầu quy trình sản xuất tốn kém. Với cặp song sinh kỹ thuật số, các công ty có thể có ý tưởng rõ ràng về cách sản phẩm của họ sẽ hoạt động trong các tình huống hoặc ứng dụng khác nhau trước khi đầu tư vào sản xuất quy mô lớn. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm tiền và tài nguyên mà còn đảm bảo rằng khách hàng nhận được sản phẩm có chất lượng cao hơn khi các công ty nhấn mạnh vào sự tinh tế hơn là thử và sai.

Sản phẩm hết hạn sử dụng

Bản sao kỹ thuật số là một công cụ có giá trị để các nhà sản xuất quản lý vòng đời sản phẩm một cách hiệu quả và hiệu quả. Họ có thể sử dụng thông tin này để tối ưu hóa các bước cuối cùng trong quá trình xử lý sản phẩm, giúp họ tiết kiệm chi phí và đảm bảo tuân thủ quy định. Bản sao kỹ thuật số cho phép các nhà sản xuất phân tích thành phần vật liệu và hiểu rõ hơn về những gì có thể được thu hoạch từ các sản phẩm ở giai đoạn cuối vòng đời, nghĩa là họ có thể quyết định cách thức và thời điểm tái chế hoặc tái sử dụng vật liệu.

Kiến thức này có khả năng có tác động tích cực và lâu dài trong việc giúp họ cắt giảm chi phí, giảm lượng khí thải carbon, cũng như thúc đẩy các phương pháp mới cho các sáng kiến ​​bền vững

Các lợi ích khác

Một số lợi ích khác của cặp song sinh kỹ thuật số bao gồm cải thiện hiệu quả hoạt động, thời gian hoạt động lâu hơn cho thiết bị, tăng độ tin cậy và tính khả dụng thông qua giám sát và mô phỏng, chi phí bảo trì thấp hơn và cải tiến liên tục.

Các trường hợp sử dụng bản sao kỹ thuật số

Các ngành dựa vào bản sao kỹ thuật số nhiều nhất bao gồm:

• sản xuất: Lĩnh vực công nghiệp đi đầu trong việc tận dụng bản sao kỹ thuật số và đã có nhiều triển khai được thấy trong lĩnh vực này. Trong nhiều năm nay, các nhà sản xuất đã sử dụng các bản sao ảo để mô hình hóa các thành phần, sản phẩm, hệ thống và toàn bộ nhà máy – cho phép họ hiểu rõ hơn về quy trình hoạt động của mình.
• Chăm sóc sức khỏe: Thông qua cặp song sinh kỹ thuật số, các chuyên gia y tế được trao quyền để tối ưu hóa chẩn đoán và điều trị đồng thời tránh các rủi ro khi thử nghiệm trong thế giới thực. Bằng cách tận dụng hồ sơ sức khỏe điện tử, dữ liệu giải trình tự bộ gen, kết quả hình ảnh và thông tin bệnh nhân khác cùng với những hiểu biết sâu sắc về nghiên cứu so sánh được ẩn danh – các nhà cung cấp có thể tự tin xác định các lựa chọn trị liệu tốt nhất cho bệnh nhân của họ với độ chính xác cao hơn bao giờ hết
• Năng lượng: Các công ty điện đang đi đầu trong công nghệ, khám phá các cặp song sinh kỹ thuật số để cách mạng hóa các nhà máy điện, lưới điện và thậm chí cả các hệ thống năng lượng tái tạo. Cách tiếp cận sáng tạo này có thể cho phép kiểm soát chưa từng có đối với các giao thức bảo trì và giám sát sản xuất nhằm tối đa hóa hiệu quả cho việc lắp đặt năng lượng mặt trời và trang trại gió – một bước quan trọng hướng tới tính trung lập carbon. Trong tương lai, toàn bộ mạng lưới điện có thể được nhân rộng với quy trình song sinh kỹ thuật số.
• Quy hoạch đô thị: Thông qua công nghệ song sinh kỹ thuật số, các thành phố và dự án xây dựng lớn có thể được kết nối kỹ thuật số để cải thiện cơ sở hạ tầng. Việc sử dụng các công nghệ IoT cùng với phân tích AI giúp các sáng kiến ​​thành phố thông minh có thể tăng hiệu quả sử dụng năng lượng đồng thời tối ưu hóa các dịch vụ vận tải trên quy mô toàn quốc.
• Bán lẻ và Thương mại điện tử: Các nhà bán lẻ đang tận dụng cặp song sinh kỹ thuật số để chuyển đổi trải nghiệm mua sắm, từ vị trí sản phẩm và tối ưu hóa hành trình của khách hàng trong các cửa hàng thực, đến thúc đẩy tương tác trực tuyến thông qua các mô hình cửa hàng ảo. Sự đổi mới này cũng đang cách mạng hóa hình ảnh với hình ảnh 3D được hiển thị với độ chi tiết chưa từng có – tạo ra trải nghiệm xem siêu thực.