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.

Цифровой двойник — это непрерывно обновляемый цифровой профиль объекта или процесса, использующийся для моделирования его поведения и прогнозирования будущих изменений. Идея использования цифровых двойников возникла еще в прошлом веке, но стала доступной только с развитием искусственного интеллекта, машинного обучения и интернета вещей. По своим возможностям цифровой двойник опережает цифровой профиль, который может лишь «помнить» то, что уже происходило.

Цифровая копия объекта (процесса) содержит документы, фото и видео, сведения о транзакциях, данных о геолокации и тому подобное. Он характеризует точное состояние объекта в текущий момент и фиксирует любые изменения. Цифровые двойники позволяют экономить ресурсы, увеличивать эффективность производственных процессов, удаленно управлять объектом, отслеживать процессы использования продуктов, проводить эксперименты над объектом и моделировать поведение групп объектов.

Однако цифровой двойник не обязательно воспроизводит свойства и состояние материальных предметов. Можно создать виртуальный двойник системы или процесса. Связующим звеном между физическим объектом и его цифровой копией служит интернет вещей.

Цифровой профиль человека — это набор информации о физическом лице, включающий личные данные, реквизиты документов, сведения о доходах и кредитную историю. Он обновляется автоматически при изменении данных в базах учреждений и используется банками, страховыми компаниями, финансовыми организациями, продавцами товаров и услуг. Общую часть имеют цифровые двойники и цифровые профили объектов, однако цифровой профиль человека не обладает такими возможностями, как цифровой двойник, и его прогностические возможности ограничены только памятью.

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