Цифровой двойник: для чего служит и как создается?
Цифровой двойник – это в принципе виртуальная модель какого-либо конкретного объекта, события или процесса. Как правило, эту технологию ассоциируют с четвертой промышленной революцией, которая сегодня является темой всесторонних дискуссий. Цифровой двойник помогает идентифицировать различные проблемы и неполадки в оперативном режиме, делая бизнес более эффективным. В этой статье мы рассмотрим, как это происходит и что вносит большой вклад в этот процесс.
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.Технология создания цифровых двойников зависит от свойств физических объектов, для которых необходимо сделать виртуальную копию. Объект может представлять собой сложную конструкцию, как, например, авиационный электродвигатель, для описания работы которого требуются сложные математические вычисления. А если ставится задача представить модель системы автоматизации сортировочного центра, то подход будет совершенно иным: каждый элемент здесь не представляет особой сложности сам по себе, но огромное значение имеет их слаженное взаимодействие в различных ситуациях, в том числе экстремальных. При создании цифрового двойника необходимо учитывать этот момент, так как важнейшей задачей является предупреждение возможных проблем еще до начала эксплуатации.
Для создания цифровых двойников необходимо:
- физический объект с датчиками и метриками;
- специальное программное обеспечение;
- постоянная связь между физическим и цифровым оборудованием.
Процесс создания цифровой копии всегда начинается с тщательного обследования объекта или системы, изучения всех свойств и особенностей функционирования. В разработке участвуют не только разработчики, но и технические специалисты со стороны заказчика, которые хорошо знакомы с предметом и возможными проблемами.
С помощью математического описания сущности и данных, собранных с датчиков, создается модель будущего цифрового двойника. На этапе создания статичной модели показывается, как объект устроен и как расположены его элементы в пространстве.
Затем модель превращается в динамическую, описывающую рабочие процессы. Исследуются все возможные варианты поведения объекта, как в обычном, так и в непредвиденных ситуациях. Технические специалисты составляют чек-листы для проверки его работоспособности и проводят различные виды тестов. Благодаря такому подходу во время пусконаладки реального объекта экономится до 90% времени.
Но создание динамической симуляционной модели – не последний этап в создании цифровых двойников. Виртуальная копия продолжает жить параллельно с прототипом и развиваться вместе с ним. Прежде чем внести изменения в реальную систему, их тестируют на двойнике, что экономит время и деньги.
Применение цифровых двойников уже является реальностью. В аэрокосмической отрасли технология используется, чтобы точно определять положение самолетов, определять погоду и раньше понимать, когда оборудование может выйти из строя. Авиакомпания KLM с помощью цифровых копий удалось сократить задержки и отмены рейсов на 50%. В логистике создание цифровых двойников помогает повысить производительность методом мониторинга веса.
Цифровые двойники физических объектов позволяют бизнесу стать эффективнее и продукты/услуги более качественными. Технология будущего уже нашла свое применение в банковском деле, производстве и других сферах.
Фото: freepik.com