Цифровой двойник: для чего служит и как создается?
Цифровой двойник — это виртуальная реплика какого-либо материального или нематериального объекта, процесса или явления. Эта технология часто ассоциируется с четвертой промышленной революцией, которая находится в разгаре. Использование цифрового двойника (digital twin) позволяет обнаружить проблемы на ранней стадии, предсказать изменения и повысить эффективность бизнеса. Давайте рассмотрим, как это работает и какие выгоды это приносит.
Что такое цифровой двойник и как он отличается от цифрового профиля? Несмотря на то, что технология цифровых двойников вызывает много обсуждений, многим не до конца ясно, в чем заключается ее суть. Более того, определение этого понятия очень похоже на определение другого термина - «цифровой профиль», что вносит дополнительную путаницу. Давайте разберемся, чем цифровые двойники отличаются от цифровых профилей.
Исходя из истории
Идея использования цифровых двойников возникла еще в прошлом веке, когда в НАСА стали применять симуляцию космического корабля при его постройке, тестировании и запуске. Позже, в связи с цифровым развитием бизнеса, возник интерес к этой концепции. Однако создание полноценной цифровой копии объекта в реальном времени стало возможным только после развития искусственного интеллекта, машинного обучения и интернета вещей, так как между этими технологиями существуют тесные связи.
Определение цифровых двойников
Точного определения цифровых двойников не существует - на различных ресурсах понимание этого термина может отличаться. В принципе, цифровой двойник является постоянно изменяющимся цифровым профилем, содержащим информацию о текущих и исторических данных объекта или процесса. Это изменяемое объясняется тем, что он регулярно обновляется новой информацией: документами, фото и видео материалами, сведениями о транзакциях, данными о геолокации и т. д. Таким образом, цифровой двойник представляет наиболее точное описание текущего состояния объекта или процесса, однозначно идентифицируя его. Кроме того, он может предсказывать будущее поведение объекта в различных ситуациях благодаря возможностям искусственного интеллекта и машинного обучения.
За жизненным циклом объекта (процесса) следует цифровая копия. В случае со строительством здания, скажем, цикл начинается с финансирования и заканчивается эксплуатацией. На каждом этапе процесса постоянно появляется новая информация: договоры, счета, фотографии, схемы, отчеты, камеры и т. д. Информация постоянно обновляется: устаревшая информация заменяется новой, более актуальной. Цифровой двойник представляет всю эту информацию: структурированную, лишенную ошибок и дублирования. Он предоставляет точную характеристику объекта в текущий момент и замечает любые изменения, которые происходят.
Помимо реальных объектов (людей, зданий, продуктов и техники), можно создать цифровой двойник виртуальной системы или процесса, например, в случае распространения коронавируса.
Цифровой двойник связан с физическим объектом (процессом) через "интернет вещей" (IoT). На основании информации, поступающей с
Как создать цифровую копию: технология
Создание цифровой копии объекта или системы зависит от его физических свойств и особенностей функционирования. В случае, когда необходимо создать виртуальную копию сложного объекта, такого, как авиационный электродвигатель, требуются математические вычисления. С другой стороны, для создания модели системы автоматизации сортировочного центра, необходимо учитывать слаженное взаимодействие элементов, чтобы предотвращать возможные проблемы еще до начала эксплуатации.
Для создания цифрового двойника необходимы физическая сущность с датчиками и метриками, специальное программное обеспечение - платформа - и связь между физическим и цифровым оборудованием. Создание цифровой копии всегда начинается с обследования объекта, изучения его свойств и особенностей, совместно с техническими специалистами на стороне заказчика.
На первом этапе создается статичная модель объекта, которая показывает, как устроен объект и как расположены его элементы. Затем, статичную модель превращают в динамическую, описывая рабочие процессы и тестируя их, чтобы предотвращать возможные аварийные ситуации. Виртуальная копия существует параллельно с реальным объектом и позволяет экспериментировать с изменениями, не влияя на реальную систему. Эта технология помогает экономить время и деньги при внесении изменений в реальную систему.
Применение цифровых двойников реальных объектов уже не является фантастикой, а становится реальностью. В аэрокосмической отрасли технология применяется для отслеживания самолетов, определения погоды и обнаружения неисправностей. Это помогает свести к минимуму простои оборудования и снизить число задержек и отмены рейсов. Кроме того, применение в логистике позволяет повысить производительность за счет мониторинга веса груза, благодаря точному определению максимально допустимой нагрузки.
Таким образом, цифровые двойники физических объектов помогают бизнесу стать более эффективным и продукты и услуги становятся качественнее.
Фото: freepik.com