Компанії, орієнтовані на майбутнє, використовують цифрові двійники для ефективної розробки, діагностики, модернізації та впровадження інновацій у фізичні чи віртуальні продукти. Не знайомі з цим поняттям? Прочитайте далі!
Інтернет речей (IoT) надає підприємствам можливість збирати значні обсяги інформації з реального світу. Застосування IoT у комерційних цілях трансформує різні виробничі процеси та надання послуг. Це також сприяє створенню симуляцій у режимі реального часу для нових і вже існуючих продуктів чи послуг.
Глибокий рівень моделювання, або концепція цифрового двійника на базі IoT, забезпечує точні дані безпосередньо з місця подій.
Глибоке вивчення концепції цифрового двійника з технічної та теоретичної точок зору відкриває великий спектр можливостей.
Ви можете створити агентство цифрових двійників для великих корпорацій або знайти високооплачувану роботу в провідних компаніях. Крім того, ви можете використовувати ці технології у власному бізнесі. Розгляньмо детально що, як і чому стосовно цифрових двійників.
Що являє собою цифровий двійник?
Цифровий двійник – це комп’ютерна віртуальна модель фізичних товарів, ресурсів, людських ресурсів, бізнес-процесів та програмного забезпечення.
Протягом усього циклу життя продукту, цифровий двійник збирає дані в реальному часі за допомогою датчиків та аналізу даних. Алгоритм обробки даних аналізує отриману інформацію, що дозволяє прогнозувати майбутні результати.
Таким чином, команда розробників може оптимізувати будь-який продукт, вдосконалювати його в наступному циклі розробки, виявляти нові бізнес-ідеї та інше.
Можна створювати цифрові двійники для будь-яких об’єктів, що становлять інтерес для бізнесу. У комп’ютерній програмі можна відтворити все, від простого складу товарів до головного офісу компанії, космічних кораблів, морських нафтових платформ, систем Hyperloop, CRM та програмного забезпечення для кібербезпеки.
Як функціонує цифровий двійник?
Створення цифрового двійника починається зі створення графічної репліки фізичного об’єкта. Наприклад, для створення цифрового відтворення офісної будівлі використовується відповідне програмне забезпечення САПР. Для більш точної цифрової копії внутрішніх приміщень можна використовувати 3D-сканери.
Наступним кроком є встановлення пристроїв IoT для збору даних. Це можуть бути термостати, камери безпеки з оптичним розпізнаванням символів, Wi-Fi блоки, датчики температури, води, повітря, звуку та інші.
За допомогою периферійних аналітичних пристроїв можна збирати важливі дані з цих пристроїв та датчиків IoT. Після локального аналізу, дані можна зберігати в хмарі та використовувати аналітику для створення динамічної моделі будівлі на комп’ютері за допомогою CAD моделі.
Цифровий двійник відтворює всі події, що відбуваються всередині будівлі. Завдяки постійному потоку даних можна прогнозувати кількість відвідувачів, споживання електроенергії, покриття Wi-Fi, використання кондиціонера, оптимальне використання комерційного простору та інше.
Види цифрових двійників
#1. Бізнес-двійники активів
Коли два або більше бізнес-компонентів взаємодіють для досягнення значущих результатів, це називається бізнес-активом. Створення цифрових двійників таких активів призводить до отримання двійників активів.
Такі цифрові копії допомагають досліджувати взаємодію компонентів в реальних умовах та збирати інформацію про їх ефективність для подальшого вдосконалення процесу.
#2. Двійники частин або компонентів
Двійники компонентів або частин – це цифрові відтворення найменших елементів бізнес-процесу. Наприклад, конвеєрну стрічку або роботизовану руку можна змоделювати в комп’ютерній програмі для проведення симуляцій.
#3. Двійники одиниць або систем
Двійники одиниць – це цифрові копії з актуальними робочими даними для бізнес-систем, які можуть виробляти проміжний або готовий продукт. Наприклад, апарат для розливу мінеральної води, що виробляє фасовану воду для наступного етапу етикетування.
#4. Двійники процесів або робочих потоків
Цифрові двійники на рівні процесу є найвищим рівнем для цифрових копій. Наприклад, створення віртуальної симуляції реального автомобільного заводу є прикладом двійника процесу.
Двійники процесів показують, як людські ресурси, роботизовані системи, виробничі підрозділи та інше обладнання працюють разом для виробництва автомобілів.
Цифровий двійник проти симуляції
Хоча ці поняття можуть здаватися схожими, ось їхні відмінності:
| Характеристики/атрибути | Цифровий двійник | Симуляція |
| Масштаб | Від малих бізнес-систем до великих виробничих підприємств. | Зазвичай використовується для конкретних потреб у невеликих масштабах, наприклад, симуляція польоту на літаку або кібератаки. |
| Дані в реальному часі | Дані, зібрані з середовища, де функціонує оцифрований об’єкт, є основою технології цифрових двійників. | Симуляція не залежить від даних в реальному часі. |
| Обсяг дослідження | Можливість досліджувати як цілий бізнес, так і окремі завдання. | Симуляція фокусується на одному завданні. |
| Обмін інформацією | Цифровий двійник автоматично передає інформацію фізичному об’єкту або процесу. | Симуляція не передає інформацію автоматично, результати необхідно реалізовувати вручну. |
Застосування цифрових двійників
#1. Виробництво
Цифрові двійники допомагають відобразити весь життєвий цикл продукту. Вони є незамінним інструментом на всіх стадіях виробництва, від етапу проектування до готового виробу.
#2. Охорона здоров’я
Пацієнти також можуть скористатися перевагами цифрових двійників. Медичні пристрої IoT збирають дані на різних рівнях.
Фахівці можуть застосовувати отримані медичні дані та розробляти стратегії лікування на цифровій моделі, щоб змоделювати ситуацію. Цей підхід допомагає знайти найбільш ефективні способи лікування.
#3. Автомобільна промисловість
Автомобілі мають складні, різноманітні та взаємопов’язані системи. Розробники та інженери активно використовують цифрові двійники в проектуванні та виробництві автомобілів.
Це сприяє вдосконаленню транспортних засобів, мінімізує виробничі витрати та забезпечує значний дохід для автомобільної промисловості.
#4. Роздрібна торгівля
Великі торгові мережі вже використовують технологію цифрових двійників у своїх торгових центрах.
За допомогою різних пристроїв IoT вони збирають дані про клієнтів, аналізуючи їх реакцію на товари, упаковку, вибір певного бренду, цінові фактори тощо.
Аналізуючи ці дані, команди роздрібного маркетингу можуть створювати стратегії для збільшення продажів.
Використання цифрового двійника в IoT
IoT та технологія цифрових двійників тісно пов’язані. Необхідно розгорнути пристрої IoT для збору даних про реальний об’єкт і їх передачі на цифрову копію на комп’ютерному сервері.
Завдяки можливості пристроїв IoT спілкуватися між собою та з центральним сервером, спрощується збір цілісної інформації про об’єкт, який досліджується. Пристрої IoT постійно передають дані, щоб цифрова модель-двійник могла аналізувати та відображати інформацію про продуктивність.
Виробники IoT також можуть створити цифрову копію пристрою або цілого будинку чи офісу та перевірити ефективність різних пристроїв IoT, які вони планують розробити.
Наприклад, виробник IoT може створити симуляцію розумного будинку за допомогою CAD і 3D-сканування фізичного будинку. Потім на цифровому двійнику він може розміщувати різні пристрої IoT у різних місцях і перевіряти їхню підключуваність до Wi-Fi мережі.
Переваги цифрових двійників
Ось основні переваги використання цієї технології:
#1. Підвищена ефективність
Під час виробництва нового продукту, можна оптимізувати процес в режимі реального часу, замінити несправне обладнання, запобігти аваріям та мінімізувати час простою системи.
#2. Економічно ефективні дослідження та розробки
Маючи цифрового двійника реального продукту або послуги, у вас є велика кількість даних про продуктивність на централізованому сервері.
Це дозволяє аналізувати дані, робити прогнози та висувати гіпотези. Успішна реалізація гіпотез може призвести до розробки нових продуктів, послуг або моделей доходу з існуючих.
#3. Покращена продуктивність
Можна підтримувати максимальну продуктивність продуктів і послуг, збираючи дані в реальному часі за допомогою IoT і відображаючи їх на цифрових двійниках.
Наприклад, будь-які майбутні помилки системи автоматично з’являться на екрані. Це дозволить оперативно припинити процес і замінити обладнання, уникаючи втрат часу.
#4. Безтурботний моніторинг
Можна використовувати віддалений моніторинг небезпечного виробничого обладнання за допомогою цифрової моделі-двійника.
#5. Прогнозування
Виробничі підприємства та індустрія гостинності можуть точно прогнозувати свої виробничі або сервісні можливості для великих замовлень.
#6. Мінімальний час виробництва
Можна значно зменшити кількість дефектів, домішок та час виробництва продукту, імітуючи різні збої та проблеми на його цифровому двійнику. Знайшовши рішення, їх можна застосувати до продукту для його вдосконалення.
#7. Управління закінченням терміну служби продукту
Виробники можуть заздалегідь планувати стратегії утилізації або переробки ще до створення прототипів.
Цифрові моделі також можуть надавати інформацію про небезпечні матеріали, що дозволяє розробникам використовувати безпечніші альтернативи.
Виклики цифрових двійників
Як і будь-яка нова технологія, цифрові двійники стикаються з певними проблемами:
- Датчики IoT збирають великі обсяги даних, але їх ефективний аналіз є складним завданням.
- Перед аналізом дані необхідно обробити, що також є обмеженням.
- Зберігання великих обсягів даних (терабайтів) вимагає надійних рішень, що є дорого.
- Технологія цифрових двійників залежить від IoT, що є дорогою інфраструктурою.
- Інтеграція інструментів створення цифрових двійників зі споживчим програмним забезпеченням є складним завданням.
- Обмін інформацією може бути обмежений через відмову сторонніх постачальників ділитися внутрішніми даними.
- Технологія є складною і вимагає значних зусиль для навчання, що передбачає наймання високооплачуваних фахівців.
Далі розглянемо майбутнє технології цифрових двійників.
Майбутнє цифрових двійників
Подальший розвиток цифрових двійників буде значною мірою залежати від штучного інтелекту та машинного навчання. Застосування цієї технології розшириться на всі аспекти бізнесу, оскільки вартість її використання зменшиться з розвитком.
За даними Fortune Business Insights, ринкова частка технології цифрових двійників до 2029 року становитиме 96,49 мільярда доларів.
У майбутньому, хмарні обчислення, доповнена реальність та IoT будуть відігравати ще більшу роль у впровадженні цифрових двійників. Це створює великий попит на кваліфікованих фахівців.
Навчальні ресурси
Створення промислових цифрових двійників
Книга “Building Industrial Digital Twins” надає інформацію про створення мінімально життєздатного продукту (MVP) за допомогою цифрових двійників.
У книзі розглядаються можливості Microsoft Azure Digital Twin, процеси проектування, експлуатації та обслуговування промислових активів за допомогою цифрових двійників, а також приклади їх використання в реальному бізнесі.
Digital Twin: повний посібник
“Digital Twin A Complete Guide” містить навчальні матеріали в цифровому форматі та друковану версію книги.
Цей ресурс допоможе навчитися ставити правильні питання та отримувати відповіді щодо технології цифрових двійників. Також в кінці книги є самооцінка.
Digital Twin: посібник для початківців
“Digital Twin: Посібник для початківців” допоможе зрозуміти, чи потрібна ця технологія для вирішення ваших бізнес-проблем, а також розібратися, чи потрібно навчати персонал роботі з цифровими двійниками.
Різноманітні модулі оцінки корисні для консультантів, менеджерів, фахівців та інших.
Digital Twin: філософія нової цифрової революції
Віртуальний курс Digital Twin допоможе зрозуміти сутність, реальність та майбутній розвиток технології цифрових двійників.
33-хвилинний навчальний контент включає наступні теми:
- Нові протоколи цифрових двійників
- BIM в епоху цифрових двійників
- Принципи створення двійників
- Цифрова революція
Курс складається з 5 відеолекцій.
Digital Twin: повний огляд
Цей комплексний курс Digital Twin ідеально підходить для вивчення концепцій та технологій цифрових двійників з нуля. Він складається з 18 розділів, що включають 46 відеолекцій.
Курс охоплює індустрію 4.0, впровадження цифрових двійників, виклики, можливості кар’єрного зростання та багато іншого.
Заключні слова
У цій статті ми розглянули основні поняття цифрових двійників. Ви також отримали інформацію про навчальні ресурси, які можуть допомогти вам опанувати цю технологію для бізнесу, агентств або як фахівцю.
Далі ви можете ознайомитися з найкращими інструментами для моделювання кібератак.