Skaitmeniniai dvyniai: kas tai yra ir kaip jie veikia?

Skaitmeninis dvynis yra skaitmeninė proceso ar fizinio objekto versija. Tai gali būti reaktyvinio variklio, automobilio, pastato ar net miesto skaitmeninė kopija. Skaitmeniniai dvyniai atkartoja procesus, kad surinktų duomenis ir numatytų, kaip veiks tikrosios sistemos. Per skaitmeninius dvynius galite planuoti ir vykdyti sudėtingą veiklų rinkinį virtualiame pasaulyje, prieš pradėdami juos realiame pasaulyje.

Pažvelkime, kaip veikia skaitmeniniai dvyniai.

Kaip kuriami skaitmeniniai dvyniai?

Skaitmeninis dvynis sukurtas renkant duomenis ir kuriant skaičiavimo modelius, kad juos išbandytų.

Duomenų rinkimas

Norint sukurti virtualų modelį, skaitmeniniam dvynukui reikalingi duomenys apie objektą ar procesą. Šie duomenys gali būti apie produkto gyvavimo ciklą. Duomenys gali apimti projekto specifikacijas, informaciją apie produktą ar gamybos procesus. Tai taip pat gali būti susijusi su tokia informacija kaip realaus laiko grįžtamasis ryšys, istorinė analizė ir techninės priežiūros įrašai.

Modeliavimas

Surinkus duomenis, jie naudojami kuriant skaičiavimo analitinius modelius. Šie modeliai gali numatyti veiksmus, pagrįstus inžinerinėmis imitacijomis ir dirbtinio intelekto algoritmais. Modeliai gali būti rodomi 3D vaizdais ir papildytos realybės (AR) metodais, kad vizualiai parodytumėte visas išvadas. Visa tai gali padėti geriau suprasti fizinį objektą ar procesą.

Kaip veikia skaitmeniniai dvyniai?

Skaitmeninis dvynis gali būti toks sudėtingas ar paprastas, kokio jums reikia. Naudojamų duomenų kiekis lemia, kaip modelis atspindi realaus pasaulio fizinę versiją.

Yra trys skirtingi skaitmeninių dvynių tipai:

Skaitmeninis dvynių prototipas (DTP)

DTP yra skaitmeninis dvynis, įdiegtas prieš sukuriant fizinį produktą. Jį sudaro projektai, analizės ir procesai, reikalingi fizinei produkto versijai sukurti.

Skaitmeninė dvynių instancija (DTI)

DTI yra skaitmeninis dvynis, sukurtas jau pagamintam produktui. Visą jo gyvavimo ciklą jis lieka susietas su fiziniu objektu, kad galėtų atlikti bandymus įvairiais naudojimo atvejais.

„Digital Twin Aggregate“ (DTA)

DTA yra daugelio DTI visuma. Tai padeda surinkti informaciją, kuri padeda nustatyti fizinio produkto galimybes įvairiomis sąlygomis.

Skaitmeniniai dvyniai ir daiktų internetas

Skaitmeninių dvynių koncepcija nėra nauja, bet daiktų interneto (DI) plitimas jį išpopuliarino. IoT apibūdina skaitmeninių įrenginių, kurie yra prisijungę ir keičiasi duomenimis naudodamiesi internetu, tinklą.

Su pažengusiais duomenų analizės galimybės, skaitmeniniai dvyniai gali optimizuoti interneto diegimą, kad būtų maksimaliai efektyvus. Galimybė valdyti didelius duomenis ir trikdančių technologijų atsiradimą toliau stengsis įsivaikinti skaitmeninius dvynius.

Kodėl skaitmeniniai dvyniai yra svarbūs?

Verslas patiria vis didesnį spaudimą įveikti iššūkius nuolat besikeičiančiuose rinkos peizažuose. Pristatydami skaitmeninius dvynius, galite įgyti vertingų įžvalgų, tyrinėdami ryšį tarp fizinių ir skaitmeninių sistemų tarpusavyje susijusių duomenų rinkinių.

Be to, skaitmeniniai dvyniai gali suteikti jums keletą privalumų, tokių kaip:

• Optimizuoti gamybos procesus, tuo pačiu sumažinant avarijų ir neplanuotų prastovų riziką.
• Efektyvumo didinimas siekiant sumažinti produktų kokybės problemas.
• Nuspėjamos priežiūros naudojimas įrangai ir įrenginiams išlaikyti.
• Tikrinant ir patvirtinant prielaidas.
• Įrangos trikčių šalinimas nuotoliniu būdu.
• Produktyvumo didinimas ir efektyvesnių tiekimo grandinių kūrimas.
• Mokyti darbuotojus tvarkyti įrangą, kuri nėra fiziškai arti.
• Gerinti klientų patirtį ir padėti įgyti geresnių įžvalgų apie produkto našumą.
• Panaikinti kelių prototipų poreikį ir sutrumpinti bendrą kūrimo laiką.

„Digital Twin“ programos

Skaitmeniniai dvyniai naudojami įvairiose pramonės šakose įvairiausiems pritaikymams.

Statyba

Naudodamiesi realaus laiko duomenimis, skaitmeniniai dvyniai pateikia dinamiškus modelius, kurie parodo realių išmaniųjų miestų rezultatus. Tai padeda efektyviau naudoti išteklius, sutaupyti sąnaudų ir efektyviai diegti tvarios praktikos iki statybų.

Skaitmeniniai dvyniai gali ir toliau pasiūlyti daugelio sudėtingų iššūkių, su kuriais susiduria šiuolaikiniai miestai, sprendimus. Pavyzdžiui, skaitmeniniai miestų dvyniai gali būti naudojami imituoti nelaimių planavimą ir reagavimą į ekstremalias situacijas krizių metu.

Gamyba

Gamyboje skaitmeniniai dvyniai padeda pagerinti operacijas ir sumažinti priežiūros išlaidas. Gamintojai pirmiausia sukuria virtualų turto vaizdą, tada surenka jo duomenis, kad nustatytų jo našumą. Tai daro gamybą našesnę ir racionalesnę.

Automobiliai

Skaitmeniniai dvyniai gali sukurti virtualias automobilių kopijas, kurios padės analizuoti ir pagerinti transporto priemonės eksploatacines savybes. Šie skaitmeniniai transporto priemonių vaizdai renka savo fizinių partnerių elgsenos ir veikimo duomenis. Tokie skaitmeniniai dvyniai padeda diegti ir išbandyti naujus produktų modelius, tokius kaip elektrinės ir hibridinės transporto priemonės.

Mažmeninė

Mažmeninės prekybos sektoriuje skaitmeniniai dvyniai vaidina svarbų vaidmenį didinant klientų patirtį kuriant virtualius dvynukus klientams. Šie skaitmeniniai dvyniai padeda sukurti pritaikytą patirtį vartotojams. Jie gali padėti toliau planuoti parduotuvę.

Aviacija ir gynyba

Skaitmeniniai dvyniai naudojami aviacijos ir gynybos sektoriuose, siekiant pagerinti našumą ir patobulinti produktų dizainą. Nacionalinė aeronautikos ir kosmoso administracija (NASA) naudoja skaitmeninius dvynius prižiūrėti, valdyti ir remontuoti orlaivių sistemas, esančias kosminėje erdvėje. JAV kariuomenė naudoja skaitmeninius dvynius patvirtinti jo šaudmenyse naudojamų puslaidininkių ir mikroschemų vientisumą.

Sveikatos apsauga

Gydytojai gali saugiai atlikti medicinines procedūras imituojamoje aplinkoje, naudodami skaitmeninius organo ar paciento dvynius. Sveikatos priežiūros specialistai taip pat gali naudoti skaitmeninius dvynius, kad atliktų virtualius klinikinius tyrimus prieš pradėdami vartoti naujas vakcinas ar vaistus.

Skaitmeniniai dvyniai taip pat gali būti galinga nuspėjamos medicinos priemonė. Tai gali padėti įvertinti paciento riziką, remiantis duomenimis apie panašaus profilio pacientus.

Skaitmeniniai ateities dvyniai

Skaitmeniniai dvyniai jau padeda organizacijoms pasiekti didesnį aukštį. Jie padeda pateikti pritaikytus sprendimus, kurie atitiktų kintančius šiuolaikinių klientų pageidavimus. Nors jie teikia daugybę privalumų, skaitmeninius dvynius galima toliau tobulinti.

Pavyzdžiui, skaitmeninio dvynių modelio galimybes galima pagerinti naudojant pažintinį kompiuterį. Tai gali pagerinti skaitmeninio dvynio testavimą, kad būtų galima nustatyti produkto bandymus, kurie turėtų būti atliekami dažniau. Tokios technologijos kaip natūralios kalbos apdorojimas (NLP), akustinė analizė ir mašininis mokymasis taip pat atliks gyvybiškai svarbų vaidmenį gerinant skaitmeninių dvynių ateitį.

Susieti skaitmeninį ir fizinį pasaulį su skaitmeniniais dvyniais

Skaitmeniniai dvyniai rodo reikšmingą transformaciją įvairiose pramonės šakose. Kai įdiegsite juos norėdami išbandyti produktą ar procesą, jie gali sutaupyti laiko ir pinigų.

Skaitmeniniai dvyniai ir toliau teiks įžvalgas, kurios gali padėti organizacijoms atskleisti paslėptas vertybes. Ateityje daugiau bendrovių sužinos apie skaitmeninių dvynių galimybes ir norės jas panaudoti, kad įgytų konkurencinį pranašumą.

Kaip ketvirtoji pramonės revoliucija pakeis jūsų pasaulį?

Pramonė 4.0 didėja. Ką tai reiškia jūsų darbui?

Skaitykite toliau

Apie autorių