Цифровой двойник: для чего служит и как создается?
Цифровой двойник, или digital twin - это виртуальная реплика какого-либо материального (или даже абстрактного) объекта, процесса или события. Зачастую это технология, которая относится к четвертой промышленной революции, которая происходит в наши дни. Digital twin помогает выявлять потенциальные проблемы, прогнозировать изменения и в конечном счете, повышает эффективность бизнеса. Рассмотрим более подробно, как это работает и какие преимущества приносит.
С помощью цифровых двойников, также могут быть проанализированы и оптимизированы. Цифровой двойник также может повысить эффективность обслуживания и обслуживания. Он позволяет операторам наблюдать и анализировать состояние объекта в режиме реального времени, предсказывать отказы и осуществлять техническое обслуживание заблаговременно. Это помогает предотвратить возникновение аварийных ситуаций и сократить время простоя, что является важным фактором для многих отраслей. Другие преимущества цифровых двойников включают возможность моделирования и тестирования новых дизайнов и инноваций без необходимости создания физических прототипов. Они также могут быть использованы для удаленного контроля и управления объектами и процессами, что особенно актуально для сложных и опасных сред. Цифровые двойники также имеют большой потенциал в области медицины и здравоохранения. Они могут быть использованы для моделирования и симуляции пациентов, что позволяет врачам и специалистам проводить виртуальные операции и тестировать различные методы лечения и диагностики. В заключение, цифровые двойники представляют собой ценный инструмент для анализа, управления и оптимизации объектов и процессов в реальном времени. Они позволяют создавать точные и детальные модели, которые помогают повысить эффективность и надежность систем и устройств. Все это делает их важным элементом в различных сферах деятельности и является одним из ключевых элементов цифровой трансформации.Цифровая версия: Как создают цифровые двойники
Процесс создания цифровых двойников зависит от физической сущности, для которой нужно создать виртуальную копию. Например, авиационный электродвигатель требует сложных математических вычислений, в то время как система автоматизации сортировочного центра тербует установки датчиков и специальной платформы. Один из основных предназначений цифрового двойника - предотвращать возможные проблемы на ранних этапах.
Для создания цифровых двойников некоей физической системы требуются:
- Сама физическая сущность с установленным комплектом датчиков и метрик;
- Специальное программное обеспечение – т.н. платформа;
- Постоянная связь между физическим и цифровым оборудованием.
Процесс создания цифровых двойников всегда начинается с обследования объекта, изучения всех его свойств и особенностей функционирования. Разработчики работают с техническими специалистами заказчика, чтобы лучше понимать предмет и избегать проблем с эксплуатацией.
На основе математического описания сущности и после сбора телеметрических данных создается модель цифрового двойника, которая может быть как линейной, так и древовидной. Как правило, модель статична и показывает, как объект устроен и как его элементы расположены.
Затем статичную модель превращают в динамическую, «оживляя» ее описаниями рабочих процессов. На этом этапе исследуются все варианты поведения объекта – как в обычных, так и экстремальных условиях. Технические специалисты пишут сценарии, составляют чек-листы для проверки работоспособности, проводят различные виды тестовых испытаний. Впоследствии, при пусконаладке реального объекта, это помогает сократить время на 90%.
Написание динамической симуляционной модели – не единственный процесс, который происходит при создании цифровой копии. Виртуальная копия существует параллельно с оригиналом и развивается вместе с ним. Изменения тестируются на двойнике, экономя таким образом время и деньги, прежде чем они вносятся в реальную систему.
Цифровые двойники находят широкое применение в различных сферах, например, в аэрокосмической индустрии, где они используются для отслеживания самолетов и определения погоды, а также для своевременного обнаружения неисправностей. В логистике помогает повысить производительность за счет мониторинга веса. Благодаря цифровым копиям, изделия, оборудование, производственные, финансовые и логистические процессы становятся более эффективными, продукты и услуги более качественными.
Фото: freepik.com