Що таке Digital Twin і чому він важливий в IoT?

Підприємства, готові до майбутнього, ефективно створюють, усувають неполадки, оновлюють і інновують фізичні чи цифрові продукти за допомогою цифрових близнюків. Не знаєте, що це? Знайти нижче!

Інтернет речей (IoT) дозволяє підприємствам збирати величезні обсяги даних із реального світу. При застосуванні з комерційних причин IoT революціонізує різні процеси виробництва та надання послуг. Це також допомагає підприємствам створювати симуляції в реальному часі для нових і існуючих продуктів/послуг.

Поглиблений рівень моделювання або концепція цифрового близнюка на основі Інтернету речей надає вам точні дані з поля.

Якщо ви вивчите концепцію цифрового близнюка технічно та теоретично, ви відкриєте величезні можливості.

Ви можете створити рішення як цифрове агентство-двійник для великих компаній або отримати високооплачувану роботу в провідних компаніях. Не кажучи вже про те, що ви також можете використовувати технології у своєму бізнесі. Отже, давайте дізнаємося, що, як, чому та все інше про цифрового близнюка.

Що таке Digital Twin?

Цифровий двійник — це віртуальна комп’ютеризована модель фізичних продуктів, активів, робочої сили, робочих процесів бізнес-процесів і цифрового програмного забезпечення.

Протягом усього життєвого циклу продукту цифровий близнюк отримує дані в реальному часі за допомогою датчиків і даних опитувань. Алгоритм аналізу даних аналізує зібрані дані, щоб показати майбутні прогнози.

Таким чином, команда розробки продукту може налагоджувати будь-який продукт, покращувати продукт на наступному циклі розробки, відкривати нові бізнес-ідеї тощо.

Можуть бути цифрові двійники для будь-чого, що становить бізнес-цікавість. У комп’ютерній програмі можна відтворити все: від простого складу продукції до головного офісу компанії, космічних кораблів, морських нафтових вишок, систем Hyperloop, CRM та програмного забезпечення для кібербезпеки.

Як працює Digital Twin?

Подорож цифрового близнюка починається зі створення графічної копії фізичного об’єкта. Наприклад, якщо вам потрібна цифрова копія офісної будівлі, ви використовуєте будь-яке програмне забезпечення САПР для архітектури будівлі. Потім ви також можете використовувати 3D-сканери для різних внутрішніх просторів будівлі, щоб зробити цифрову копію майже справжньою.

Далі вам потрібно розмістити пристрої IoT для збору даних. Це можуть бути термостати, розумні камери безпеки з підтримкою оптичного розпізнавання символів, сітчасті Wi-Fi-блоки, датчики температури, датчики води, датчики повітря, датчики навколишнього звуку тощо.

Використовуючи один або кілька периферійних аналітичних пристроїв, ви можете збирати цінні дані з цих пристроїв і датчиків IoT. Після локального аналізу ви можете зберігати дані в хмарі та використовувати аналітичні дані для створення живої моделі будівлі на комп’ютері за допомогою моделі CAD.

Цифровий двійник буде відтворювати все, що відбувається всередині будівлі. Завдяки безперервному потоку даних ви можете прогнозувати кількість відвідувачів, використання електроенергії, покриття Wi-Fi, використання змінного струму, оптимальне використання комерційного простору тощо.

Типи цифрового близнюка

#1. Бізнес-близнюки активів

Коли два або більше бізнес-компонентів працюють разом, щоб забезпечити цінні результати, це називається бізнес-активом. Тепер, коли ви створюєте цифрових двійників таких активів, ви отримуєте двійники активів.

Такі цифрові копії допомагають вивчати взаємодію компонентів у реальному світі та збирати дані про продуктивність для вдосконалення процесу.

#2. Двійники частин або компонентів

Двійники компонентів або частин є цифровими копіями найменшої одиниці бізнес-процесу. Наприклад, конвеєр, роботизована рука тощо можна цифрово змоделювати за допомогою комп’ютерної програми з метою моделювання.

#3. Одиниця або система-близнюки

Близнюки одиниць — це цифрові копії з живими робочими даними для бізнес-систем, які можуть виробляти проміжний продукт або готовий продукт. Наприклад, машина для розливу мінеральної води виробляє фасовану мінеральну воду для установки етикетування.

#4. Process або Wokflow Twins

Робочий процес або цифрові близнюки на рівні процесу є найвищими станами для цифрових копій. Наприклад, створення цифрової симуляції реального заводу з виробництва транспортних засобів є подвійним процесом.

Близнюки процесів показують, як людська робоча сила, роботизовані активи, виробничі підрозділи та інше дрібне обладнання працюють разом для виробництва автомобілів.

Digital Twin Vs. Симуляція

Незважаючи на те, що обидва звучать однаково, нижче знайдіть дрібні відмінності в цій таблиці:

Характеристики/атрибутиDigital TwinSimulationScaleВід невеликих бізнес-систем до великих виробничих підприємств. Зазвичай підприємства використовують симуляцію для конкретних потреб у невеликих масштабах. Наприклад, польоти на літаках або імітація кібератаки. Дані в реальному часі. Дані в реальному часі, зібрані з середовища, де працює оцифрований об’єкт, є основою технології цифрових близнюків. Симуляція не потребує введення даних у реальному часі. Обсяг дослідження. Ви можете вивчати цілий бізнес або дрібне завдання. Моделювання зосереджується на одному завданні за раз. Обмін інформацією. Цифровий двійник автоматично надає вихідну інформацію фізичному об’єкту чи процесу. Симуляція не передає інформацію автоматично. Реалізувати результати потрібно вручну.

Випадки використання Digital Twin

#1. Виробництво

Цифрові близнюки тут, щоб відобразити життєвий цикл продукту. Тому ви не здивуєтесь, дізнавшись, що цифрові двійники стали незамінними на всіх етапах виробництва, направляючи продукти від етапу проектування до готового продукту та всіх інших етапів.

#2. Охорона здоров’я

Так само, як продукти та послуги, пацієнти також можуть скористатися технологією цифрових близнюків. Низка медичних пристроїв IoT збиратиме дані на різних рівнях.

Експерти можуть застосувати такі медичні дані та стратегії лікування на цифровій копії, щоб змоделювати ситуацію. Цей підхід створює найкращі способи лікування захворювання.

#3. автомобільний

Транспортні засоби містять багато типів складних, змінних і спільно функціонуючих систем. Дизайнери та інженери широко використовують цифрові близнюки в дизайні та виробництві автомобілів.

Цей підхід покращує транспортні засоби, мінімізує виробничі витрати та створює величезний дохід для автомобільної промисловості.

#4. Роздрібна торгівля

Великі торгові мережі вже застосували технологію цифрових близнюків у своїх торгових центрах і на площах.

Вони збирають дані про клієнтів за допомогою низки пристроїв IoT, які відстежують настрої клієнтів на дисплеях продукту, упаковці, виборі конкретного бренду, цінових міркуваннях тощо.

Потім, аналізуючи такі дані, команди роздрібного маркетингу можуть створювати стратегії роздрібної торгівлі для максимізації продажів.

Використання Digital Twin в IoT

IoT і технологія цифрового близнюка взаємопов’язані. Вам потрібно розгорнути пристрої IoT для збору реальних даних про реальний об’єкт і передачі даних до цифрової копії на комп’ютерному сервері.

Оскільки IoT можуть спілкуватися між собою та з центральним сервером, стає легко збирати цілісні дані про фізичний об’єкт, який ви спостерігаєте. Пристрої IoT постійно передають дані, щоб цифрова модель-близнюк могла аналізувати та представляти інформацію про продуктивність.

Подібним чином виробники IoT також можуть створити цифрову копію одного пристрою або цілого дому чи офісу та перевірити ефективність різних пристроїв IoT, які вони бажають розробити.

Наприклад, виробник Інтернету речей може створити симуляцію розумного будинку за допомогою CAD і 3D-сканування фізичного будинку. Потім на своєму цифровому двійнику він може розміщувати різні пристрої IoT у різних положеннях і з’ясовувати, чи можуть вони підключитися до домашнього Wi-Fi чи потребують покращень.

Переваги Digital Twin

Перегляньте нижче переваги, якими користується ваш бізнес, використовуючи цю технологію:

#1. Покращена ефективність

Коли новий продукт знаходиться на стадії виробництва, ви можете оптимізувати весь процес у режимі реального часу, замінити несправне обладнання заводу, запобігти нещасним випадкам і мінімізувати час простою системи.

#2. Економічні дослідження та розробки

Завдяки цифровій подвійній копії реального продукту чи послуги у вас є маса даних про продуктивність на централізованому сервері.

Таким чином, ви можете розділяти дані, щоб робити прогнози та формувати гіпотези. Якщо такі гіпотези спрацьовують, ви відкриваєте нові продукти, послуги або моделі доходу з існуючих продуктів і послуг.

#3. Краща продуктивність

Ви також можете забезпечити постійну максимальну продуктивність продуктів і послуг, збираючи дані в реальному часі за допомогою Інтернету речей і проектуючи дані на цифрових двійників.

Наприклад, будь-які майбутні помилки системи автоматично з’являтимуться на вашому екрані. Ви можете безпечно припинити процес і негайно замінити обладнання, щоб уникнути втрати годин виробництва.

#4. Безтурботний моніторинг

Для небезпечного виробничого обладнання ви можете використовувати віддалений моніторинг за допомогою моделі цифрового подвійника.

#5. Прогнозування

Виробництво та індустрія гостинності можуть точно передбачити свої виробничі чи сервісні можливості для великих замовлень.

#6. Мінімальний час виготовлення

Крім того, ви можете значно скоротити кількість несправностей, домішок і час виробництва продукту, імітуючи різні несправності та проблеми на його цифровому двійнику. Знайшовши рішення, застосуйте їх до продукту, щоб покращити його.

#7. Управління виходом із терміну служби продукту

Виробники можуть планувати стратегії управління виходом із ладу або переробки заздалегідь, ще до виробництва прототипів.

Цифрові репліки також можуть запропонувати розуміння небезпечних матеріалів, щоб розробники продуктів могли використовувати безпечніші альтернативи.

Виклики Digital Twin

Як і будь-яка нова технологія, цифровий двійник також стикається з деякими проблемами, а це:

  • Датчики IoT збирають величезну кількість даних із реального світу для програми цифрового близнюка. Але ефективний і своєчасний аналіз величезних наборів даних є великим викликом.
  • Перш ніж аналізувати дані, їх потрібно обробити за допомогою очищення та форматування даних. Це теж вузьке місце.
  • Оскільки ви збираєте терабайти даних, вам потрібно надійно зберігати їх, доки ви не отримаєте інформацію про бізнес. Вартість безпечного зберігання даних зростає з кожним днем.
  • Технологія цифрового близнюка значною мірою покладається на IoT. І IoT — це дорога інфраструктура, яка вимагає обслуговування, величезного сховища, високошвидкісного Інтернету та моніторингу безпеки.
  • Інтеграція інструменту створення цифрового близнюка з програмним забезпеченням споживання є великим викликом. Великі розробники програмного забезпечення створюють індивідуальні інтеграції, такі як інтеграція САПР для програм PLM. Таким чином, існує ймовірність монополії та блокування постачальника.
  • Цифровий подвійний інформаційний потік може бути обмежений через те, що сторонні постачальники не бажають ділитися внутрішніми даними зі свого виробничого процесу, ланцюга постачання, запасів тощо.
  • Нарешті, технологія є дуже складною та має величезну криву навчання. Ви не можете просто навчити свою робочу силу за одну ніч. Для початку потрібно найняти високооплачуваних професіоналів.

Далі ви можете дослідити майбутнє технології цифрових близнюків.

Майбутнє цифрових близнюків

Майбутнє зростання цифрових близнюків здебільшого покладатиметься на штучний інтелект і машинне навчання. Підприємства розширять застосування цієї технології від найдорожчих активів і процесів до всього, що стосується розвитку бізнесу, оскільки вартість володіння буде знижуватися в міру розвитку технології.

За даними Fortune Business Insights, до 2029 року ринкова частка технології цифрових близнюків повинна становити 96,49 млрд доларів.

У майбутньому залучення хмарних обчислень, доповненої реальності та Інтернету речей також збільшиться у впровадженні цифрових двійників. Таким чином, ці варіанти кар’єри матимуть величезну потребу в кваліфікованих професіоналах.

Навчальні ресурси

Будівництво промислових цифрових близнюків

Ви повинні прочитати книгу Building Industrial Digital Twins, щоб дізнатися, як створити мінімально життєздатний продукт (MVP) за допомогою технології цифрових близнюків.

У книзі також розповідається про користувальницький інтерфейс Microsoft Azure Digital Twin, про те, як проектувати, експлуатувати та обслуговувати промислові активи та продукти за допомогою технології цифрового близнюка, а також приклади використання цієї передової технології в реальному бізнесі та на практиці.

Digital Twin Повний посібник

Digital Twin A Complete Guide постачається з цифровими навчальними матеріалами та примірником книги в м’якій палітурці.

Вивчаючи цей ресурс, ви розвинете вміння ставити запитання та відповідати на технології цифрових близнюків. Нарешті, в кінці книги є самооцінка.

Digital Twin: посібник для початківців

Digital Twin: Посібник для початківців допоможе вам оцінити, чи потрібна вам ця перспективна технологія для вирішення бізнес-проблем. Крім того, це допоможе вам зрозуміти, чи потрібно вам навчати свою робочу силу за допомогою цифрових близнюків.

Різні модулі оцінювання особливо допомагають консультантам, радникам, менеджерам, професіоналам тощо.

Digital Twin: Філософія нової цифрової революції

Відвідавши віртуальний курс Digital Twin, ви зможете зрозуміти існування, реальність і майбутній розвиток технології цифрових близнюків.

Цей 33-хвилинний навчальний контент буде зосереджений на наступному:

  • Нові протоколи цифрових двійників
  • BIM в епоху цифрових близнюків
  • Принципи Близнюків
  • Цифрова революція

Курс містить 5 відео лекцій.

Digital Twin: повний огляд

Цей комплексний оглядовий курс Digital Twin ідеально підходить для вивчення концепцій і технологій цифрових близнюків з нуля. У 18 розділах ви знайдете 46 відеолекцій, які можете дивитися скільки завгодно, поки не зрозумієте суть.

Курс охоплюватиме індустрію 4.0, впровадження цифрових близнюків, виклики, кар’єрні можливості та багато іншого.

Заключні слова

Наразі ви вивчили основні поняття цифрових близнюків, починаючи з базового рівня. Ви також знайшли деякі навчальні та читацькі ресурси, які можуть допомогти вам у вашій подорожі опанувати технологію цифрового близнюка для бізнесу, агентств або як професіонала.

Далі ознайомтеся з найкращими інструментами моделювання кібератак.