Digitālie dvīņi: kas viņi ir un kā viņi darbojas?

Digitālais dvīnis ir procesa vai fiziska objekta digitālā versija. Tas var būt reaktīvā dzinēja, automašīnas, ēkas vai pat pilsētas digitāla kopija. Digitālie dvīņi atkārto procesus, lai savāktu datus, lai prognozētu reālo sistēmu darbību. Izmantojot digitālos dvīņus, jūs varat plānot un izpildīt sarežģītu darbību kopumu virtuālajā pasaulē, pirms tos uzsākat reālajā pasaulē.

Apskatīsim, kā darbojas digitālie dvīņi.

Kā tiek veidoti digitālie dvīņi?

Digitālais dvīnis tiek veidots, apkopojot datus un izveidojot skaitļošanas modeļus, lai tos pārbaudītu.

Datu vākšana

Lai izveidotu virtuālu modeli, digitālajam dvīnim nepieciešami dati par objektu vai procesu. Šie dati varētu būt par produkta dzīves ciklu. Dati varētu ietvert dizaina specifikācijas, informāciju par produktu vai ražošanas procesus. Tas varētu būt saistīts arī ar tādu informāciju kā reāllaika atsauksmes, vēsturiskā analīze un apkopes ieraksti.

Modelēšana

Kad dati ir apkopoti, tos izmanto, lai izveidotu skaitļošanas analītiskos modeļus. Šie modeļi var noteikt darbības, kuru pamatā ir inženiertehniskās simulācijas un mākslīgā intelekta algoritmi. Modeļus var attēlot, izmantojot 3D attēlojumus un paplašinātās realitātes (AR) metodes, lai vizuāli parādītu visus secinājumus. Tas viss var palīdzēt labāk izprast fizisko objektu vai procesu.

Kā darbojas digitālie dvīņi?

Digitālais dvīnis var būt tik sarežģīts vai tik vienkāršs, cik nepieciešams. Izmantoto datu apjoms nosaka, kā modelis atspoguļo reālās pasaules fizisko versiju.

Ir trīs dažādi digitālo dvīņu veidi:

Digitālais dvīņu prototips (DTP)

DTP ir digitāls dvīnis, kas ieviests pirms fiziska produkta izveides. Tas sastāv no izstrādājumiem, analīzēm un procesiem, kas nepieciešami produkta fiziskās versijas izveidošanai.

Digitālā dvīņu instance (DTI)

DTI ir digitālais dvīnis, kas paredzēts jau ražotam produktam. Tas paliek saistīts ar fizisko objektu visā tā dzīves ciklā, lai veiktu testus dažādiem lietošanas gadījumiem.

Digitālais dvīņu apkopojums (DTA)

DTA ir daudzu DTI apkopojums. Tas palīdz apkopot informāciju, kas palīdz noteikt fiziskā produkta iespējas dažādos apstākļos.

Digitālie dvīņi un IoT

Digitālo dvīņu koncepcija nav jauna, bet lietiskā interneta (IoT) izplatīšana ir padarījis to populārāku. IoT apraksta digitālo ierīču tīklu, kas ir savienoti un apmainās ar datiem, izmantojot internetu.

Ar uzlabotu datu analīzes iespējas, digitālie dvīņi var optimizēt IoT izvietošanu, lai panāktu maksimālu efektivitāti. Spēja pārvaldīt lielos datus un traucējošu tehnoloģiju parādīšanās turpinās virzīt digitālo dvīņu adoptēšanu.

Kāpēc digitālie dvīņi ir svarīgi?

Uzņēmumi ir pakļauti arvien lielākam spiedienam, lai pārvarētu problēmas mūsdienu mainīgajās tirgus ainavās. Iepazīstinot digitālos dvīņus, jūs varat gūt vērtīgu ieskatu, izpētot attiecības starp fizisko un digitālo sistēmu savstarpēji saistītajām datu kopām.

Papildus tam digitālie dvīņi var sniegt jums vairākas priekšrocības, piemēram:

• Ražošanas procesu optimizēšana, vienlaikus samazinot negadījumu un neplānotu dīkstāves risku.
• Efektivitātes paaugstināšana, lai samazinātu produktu kvalitātes jautājumus.
• Izmantojot iepriekšēju apkopi, lai uzturētu aprīkojumu un aprīkojumu.
• Pieņēmumu pārbaude un apstiprināšana.
• Iekārtu problēmu novēršana attālināti.
• Produktivitātes uzlabošana un efektīvāku piegādes ķēžu izveide.
• Darbinieku apmācība rīkoties ar aprīkojumu, kas nav fiziski tuvu.
• Klientu pieredzes uzlabošana un palīdz iegūt labāku ieskatu par produkta veiktspēju.
• Novēršot nepieciešamību pēc vairākiem prototipiem un samazinot kopējo izstrādes laiku.

Digitālo dvīņu lietojumprogrammas

Digitālie dvīņi tiek izmantoti dažādās nozarēs visdažādākajiem lietojumiem.

Celtniecība

Izmantojot reāllaika datus, digitālie dvīņi nodrošina dinamiskus modeļus, kas parāda viedo pilsētu sniegumu reālajā dzīvē. Tas palīdz nodrošināt resursu efektivitāti, ietaupīt izmaksas un efektīvu ieviešanas veidu ilgtspējīga prakse uz būvniecību.

Digitālie dvīņi var arī turpmāk piedāvāt risinājumus daudzajām sarežģītajām problēmām, ar kurām saskaras mūsdienu pilsētas. Piemēram, pilsētu digitālos dvīņus var izmantot, lai simulētu katastrofu plānošanu un ārkārtas situāciju reaģēšanu krīžu laikā.

Ražošana

Ražošanā digitālie dvīņi palīdz uzlabot darbību un samazināt uzturēšanas izmaksas. Ražotāji vispirms izveido aktīva virtuālu attēlojumu un pēc tam apkopo tā datus, lai noteiktu tā veiktspēju. Tas padara ražošanu produktīvāku un racionalizētāku.

Automobiļi

Digitālie dvīņi var izveidot automašīnu virtuālas kopijas, lai palīdzētu analizēt un uzlabot transportlīdzekļu veiktspēju. Šie digitālie transportlīdzekļu attēlojumi apkopo viņu fizisko kolēģu uzvedības un darbības datus. Šādi digitālie dvīņi palīdz ieviest un testēt jaunus produktu modeļus, piemēram, elektriskie un hibrīdie transportlīdzekļi.

Mazumtirdzniecība

Mazumtirdzniecības nozarē digitālajiem dvīņiem ir izšķiroša loma klientu pieredzes papildināšanā, izveidojot klientiem virtuālus dvīņus. Šie digitālie dvīņi palīdz radīt pielāgotu pieredzi patērētājiem. Viņi var turpināt palīdzēt labākai veikala plānošanai.

Aviācija un aizsardzība

Digitālie dvīņi tiek izmantoti aviācijas un aizsardzības nozarēs, lai uzlabotu veiktspēju un uzlabotu produktu dizainu. Nacionālā aeronautikas un kosmosa pārvalde (NASA) izmanto digitālos dvīņus uzturēt, ekspluatēt un remontēt lidmašīnu sistēmas, kas atrodas kosmosā. ASV armija izmanto digitālos dvīņus lai apstiprinātu tā munīcijā izmantoto pusvadītāju un mikroshēmu integritāti.

Veselības aprūpe

Ārsti var droši veikt medicīniskas procedūras imitētā vidē, izmantojot orgāna vai pacienta digitālos dvīņus. Veselības aprūpes speciālisti var arī izmantot digitālos dvīņus, lai veiktu virtuālus klīniskos izmēģinājumus pirms jaunu vakcīnu vai zāļu izlaišanas.

Digitālie dvīņi arī turpmāk var būt spēcīgs līdzeklis prognozējošai medicīnai. Tas var palīdzēt novērtēt pacienta risku, pamatojoties uz datiem par pacientiem ar līdzīgu profilu.

Digitālie nākotnes dvīņi

Digitālie dvīņi jau palīdz organizācijām sasniegt lielāku augstumu. Tie palīdz piegādāt pielāgotus risinājumus, kas atbilst mūsdienu klientu mainīgajām vēlmēm. Lai gan digitālie dvīņi sniedz daudzus ieguvumus, tos var uzlabot vēl vairāk.

Piemēram, digitālā dvīņu modeļa iespējas var uzlabot, izmantojot kognitīvo skaitļošanu. Tas var uzlabot digitālā dvīņa testēšanu, lai noteiktu produktu testus, kas jāveic biežāk. Svarīga loma digitālo dvīņu nākotnes uzlabošanā būs arī tādām tehnoloģijām kā dabiskās valodas apstrāde (NLP), akustiskā analīze un mašīnmācīšanās.

Digitālās un fiziskās pasaules apvienošana ar digitālajiem dvīņiem

Digitālie dvīņi dažādās nozarēs izrāda ievērojamas pārmaiņas. Ieviešot tos produkta vai procesa pārbaudei, tie var ietaupīt gan laiku, gan naudu.

Digitālie dvīņi turpinās sniegt ieskatu, kas var palīdzēt organizācijām atklāt viņu slēptās vērtības. Nākotnē vairāk uzņēmumu uzzinās par digitālo dvīņu iespējām un vēlēsies tās izmantot, lai iegūtu konkurences priekšrocības.

Kā ceturtā rūpniecības revolūcija mainīs jūsu pasauli?

Rūpniecība 4.0 pieaug. Ko tas nozīmē tavam darbam?

Lasiet Tālāk

Par autoru