با افزایش حجم داده های ما، میزان اطلاعات مفیدی که می توانیم برای تصمیم گیری های مهم در دنیای واقعی استفاده کنیم نیز افزایش می یابد. خلاصهها، مدلها و شبیهسازی نقاط داده این تصمیمات را مشخص میکند. در عصر داده های بزرگ، تیاو گام بعدی برای این مفهوم دوقلوهای دیجیتال است.
یک دوقلوی دیجیتالی نمایش مجازی از یک شی یا فرآیند فیزیکی است. اینها شبیه سازی هایی هستند که می توانند عملکرد یک شی یا سرویس خاص را در دنیای واقعی پیش بینی کنند.
صنایع مختلف به دنبال پیاده سازی دوقلوهای دیجیتالی محصولات و خدمات خود برای ایجاد انواع پیشرفت ها هستند.
بیایید نگاهی به تاریخچه دوقلوهای دیجیتال بیندازیم، و تفاوت آنها با شبیه سازی هایی که امروزه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. ما همچنین به این خواهیم پرداخت که چگونه دوقلوهای دیجیتال می توانند صنایع مختلف، از مراقبت های بهداشتی، تولید و حتی کل شهرها را متحول کنند.
Digital Twin چیست؟
تاریخ
اصطلاح "دوقلو دیجیتال" برای اولین بار در اسناد ناسا در سال 2010 ظاهر شد. دوقلو دیجیتال به عنوان "شبیه سازی احتمالی یکپارچه چند فیزیکی و چند مقیاسی از یک وسیله نقلیه یا سیستم که از بهترین مدل های فیزیکی موجود، به روز رسانی حسگرها، تاریخچه ناوگان استفاده می کند، توصیف شد. و غیره، تا زندگی دوقلوی پرنده خود را منعکس کند.»
این فناوری بعداً الهام بخش نیروی هوایی ایالات متحده شد که به کار گرفت دوقلوهای دیجیتال از بدنه هواپیماهای خود برای پیش بینی خستگی و آسیب. آنها این فناوری را Airframe Digital Twin نامیدند و هدف آن این بود که به عنوان یک حسگر سلامت مجازی در طول چرخه زندگی هر هواپیما عمل کند.
دوقلو دیجیتال در مقابل مدل ها
یکی از جنبه های کلیدی یک دوقلو دیجیتال این است که دوقلو باید یک شی متناظر در دنیای واقعی داشته باشد. دوقلو دیجیتال چیزی بیش از یک طرح اولیه یا شماتیک است.
تعریف مدرن از دوقلو دیجیتال بهترین حالت را دارد که مدل دیجیتال و جسم فیزیکی همزمان تصور شوند. این دوقلوها با گذشت زمان با هم "رشد" می کنند.
یک رویکرد دیجیتالی دوقلو برای تولید، دوقلو دیجیتال را حتی از مرحله نمونه اولیه نیز فراتر میبرد. داده های بازیابی شده از نمونه اولیه می تواند برای بهبود دوقلو دیجیتال استفاده شود. سپس مدل بهبود یافته می تواند عملکرد نمونه های اولیه آینده را پیش بینی کند.
ویژگی های دوقلوهای دیجیتال
- اتصال
یک دوقلو دیجیتال نیاز به اتصال دارد. رابطه بین یک دوقلو دیجیتال و همتای واقعی آن مستلزم یک جریان قابل اعتماد از داده است. فناوری دوقلوی دیجیتال میتواند از اینترنت اشیا (IoT) و یادگیری ماشینی (ML) برای تجزیه و تحلیل دادههایی که بهطور مداوم از حسگرهایی از چندین منبع میآیند، استفاده کند. - یکسان سازی
با توجه به افزایش قدرت محاسباتی موجود، اکنون میتوانیم به همگن شدن دادههایی که از منابع مختلف میآیند، پی ببریم. و از آنجا که تمام داده های مورد نیاز در یک موجودیت واحد جمع آوری می شوند، به راحتی قابل اشتراک گذاری هستند. - قابلیت برنامه ریزی مجدد
فناوری دوقلو دیجیتال به ما امکان می دهد خدمات و محصولات را بر اساس بازخورد در زمان واقعی برنامه ریزی مجدد کنیم. با استفاده از ML، میتوانیم دوقلوهای دیجیتالی داشته باشیم که با جمعآوری دادههای بیشتر، حتی در تصمیمگیری هوشمندتر میشوند. - مدولار بودن
سیستمهای بزرگ و پیچیدهای که با استفاده از فناوری دوقلو دیجیتالی گرفته شدهاند از مدولار بودن طراحی بهره میبرند. DT ها می توانند سازندگان را قادر سازند تا متوجه شوند کدام اجزای خاص در یک دستگاه عملکرد ضعیفی دارند.
برنامه های کاربردی دوقلو دیجیتال
دوقلوهای دیجیتال تقریباً در هر صنعتی قابل استفاده هستند. چنین مدل قدرتمندی می تواند مراحل طراحی، ساخت و عملیات یک محصول یا خدمات خاص را بهبود بخشد. در زیر نمونه هایی از نحوه اعمال فناوری های دوقلو دیجیتال در بخش های خاص آورده شده است.
1. هواپیمایی
با استفاده از دوقلوهای دیجیتال، شرکت ها اکنون می توانند ردپای دیجیتالی از کل سبک زندگی یک محصول، از طراحی تا عملیات، داشته باشند.
مثلاً شرکت هوافضا بوئینگ از دوقلوهای دیجیتال برای طراحی هواپیمای خود استفاده می کند. آنها میتوانند شبیهسازیهایی از تمام قطعات هواپیما برای پیشبینی چگونگی و زمان خرابی آنها در آینده انجام دهند.
این نوع از مهندسی مبتنی بر مدل تحقیق و توسعه را سرعت می بخشد و امکان ایجاد یک سیستم یکپارچه را فراهم می کند. مراحل طراحی، ساخت و بهره برداری اکنون به صورت موازی اجرا می شوند و داده ها را با یکدیگر به اشتراک می گذارند.
2. زنجیره تامین
دوقلوهای دیجیتال را می توان در عمل استفاده کرد زنجیره تامین برای ایجاد یک مدل دقیق از رفتار زنجیره تامین. دوقلوهای دیجیتال تنظیمات در حین پرواز و نمای بسیار دقیق از کل زنجیره تامین را فعال کنید.
دوقلوهای دیجیتالی زنجیره تامین از فیدهای اطلاعات بلادرنگ استفاده می کنند. دادههایی مانند محمولههای آتی، مکانهای خودرو و موجودی میتوانند به ارزیابی وضعیت فعلی زنجیره تامین کمک کنند. این دوقلوهای دیجیتال را میتوان طوری برنامهریزی کرد که به محض وقوع رویدادهای خاص، مانند زمانی که یک محصول موجود نیست، اقدام خاصی انجام دهند.
با توجه به همهگیری COVID-19، مدلهای دیجیتال زنجیره تامین میتوانند به کاهش خطرات کمک کنند. دوقلوهای دیجیتال امکان ردیابی و تحویل دقیق دارایی های مهم مانند واکسن ها، نمونه های آزمایشگاهی و سایر تجهیزات پزشکی را فراهم می کنند.
دارایی هایی مانند واکسن ها به دماهای خاصی در طول حمل و نقل نیاز دارند که می توان با استفاده از دوقلوهای دیجیتالی آن را کنترل کرد.
3. بهداشت و درمان
با استفاده از فناوری دوقلوی دیجیتال، پزشکان به زودی می توانند اندام های مجازی ایجاد کنند که می تواند برای یک بیمار خاص سفارشی شود. دانشمندان در کلینیک قلب و عروق در بیمارستان دانشگاه هایدلبرگ، آلمان، شبیه سازی دوقلو دیجیتالی از یک قلب. قلب مجازی می تواند برای پیش بینی پیشرفت بیماری قلبی بیمار و پاسخ به درمان های دارویی استفاده شود.
با استفاده از این دوقلوهای دیجیتال، پزشکان می توانند میزان موفقیت جراحی قلب را قبل از هر تصمیمی ببینند. مدلهای خطر پیچیدهتر مانند دوقلوهای دیجیتال میتوانند راهحلهایی را پیدا کنند که مناسب یک بیمار خاص باشد و نه تنها راهحلی برای یک گروه در معرض خطر خاص.
4. شهرهای دوقلو دیجیتال
با افزایش تقاضا برای شهرهای هوشمند، به زودی حجم وسیعی از داده ها در شهرها جمع آوری خواهد شد. هدف شهرهای هوشمند ردیابی انواع فعالیت های شهری، از داده های ترافیکی، ردیابی تماس و شاخص های محیطی است.
در نتیجه، در دسترس بودن این داده ها به ما این امکان را می دهد که به زودی دوقلوهای دیجیتالی را از کل شهرها ایجاد کنیم.
مطابق با ARUP"وعده دوقلوی دیجیتالی شهر کمک به ارائه یک محیط شبیهسازی، آزمایش گزینههای خطمشی، آشکار کردن وابستگیها و امکان همکاری در میان حوزههای سیاستگذاری و در عین حال بهبود تعامل با شهروندان و جوامع است."
همه این داده ها را می توان برای برنامه ریزی سناریو و جلوگیری از فجایع آینده استفاده کرد.
یک شهر دوقلو دیجیتال موفق به اطلاع رسانی کمک خواهد کرد تصمیمات سیاست گذاری همچنین. دادههای مربوط به آب و هوا، الگوهای حملونقل و دادههای سرشماری میتواند به ابتکارات بیشتر مبتنی بر دادهها از سوی مقامات دولتی محلی اجازه دهد.
اگر شهرها می توانند پورتال های مفیدی را برای شهروندان خود فراهم کنند، پس دوقلوی دیجیتالی یک شهر نیز می تواند نیازها و نیازهای همتای واقعی خود را به تصویر بکشد.
نتیجه
فناوری دوقلوی دیجیتال به صنایع مختلف قدرت می دهد تا تصمیمات بهتری بگیرند.
وقتی ریسکها زیاد باشد، مانند مراقبتهای بهداشتی یا صنعت هوانوردی، شرکتها مایلند روی دوقلوهای دیجیتال سرمایهگذاری کنند تا از کاهش هر گونه خطر اطمینان حاصل کنند.
بخشهای پیچیدهای مانند مدیریت زنجیره تامین از امکان مشاهده تقریباً هر سطح از جزئیات در یک سیستم سود خواهند برد.
علاوه بر این، این بخشها ممکن است از هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی برای بهبود سیستم استفاده کنند زیرا دادههای بیشتری از دنیای واقعی جمعآوری میشود.
اگر این مقاله را روشنتر دیدید، این مقاله را به اشتراک بگذارید و در HashDork's مشترک شوید خبرنامه هفتگی برای مقالات بیشتر در مورد آخرین اخبار هوش مصنوعی و فناوری آینده.
پاسخ دهید