Kun tietomäärämme kasvaa, myös hyödyllisen tiedon määrä, jota voimme käyttää tärkeiden päätösten tekemiseen todellisessa maailmassa, kasvaa. Yhteenvedot, mallit ja datapisteiden simulaatiot vaikuttavat näihin päätöksiin. Big Datan aikakaudella tperimmäinen seuraava askel tähän on digitaalisten kaksosten käsite.
Digitaalinen kaksonen on virtuaalinen esitys jostain fyysisestä esineestä tai prosessista. Nämä ovat simulaatioita, jotka voivat ennustaa, kuinka tietty objekti tai palvelu toimii todellisessa maailmassa.
Eri toimialat ovat alkaneet tutkia omien tuotteidensa ja palveluidensa digitaalisten kaksosten käyttöönottoa tehdäkseen kaikenlaisia parannuksia.
Katsotaanpa digitaalisten kaksosten historiaa ja kuinka ne eroavat nykyään yleisimmin käytetyistä simulaatioista. Tarkastellaan myös, kuinka digitaaliset kaksoset voivat mullistaa eri toimialoja terveydenhuollosta tuotantoon tai jopa kokonaisiin kaupunkeihin.
Mikä on Digital Twin?
Historia
Termi "digitaalinen kaksois" esiintyi ensimmäisen kerran NASAn asiakirjoissa vuonna 2010. Digitaalinen kaksois kuvattiin "integroiduksi monifysikaaliseksi, monimittakaiseksi ajoneuvon tai järjestelmän todennäköisyyssimulaatioksi, joka käyttää parhaita saatavilla olevia fyysisiä malleja, anturipäivityksiä, laivaston historiaa jne., heijastamaan sen lentävän kaksosen elämää."
Tämä tekniikka inspiroi myöhemmin Yhdysvaltain ilmavoimia, jotka käyttivät digitaaliset kaksoset lentokoneidensa rungoista väsymyksen ja vaurioiden ennustamiseksi. He kutsuivat tätä tekniikkaa Airframe Digital Twiniksi, ja sen tarkoituksena oli toimia virtuaalisena terveyssensorina yksittäisen lentokoneen koko elinkaaren ajan.
Digital Twin vs mallit
Yksi digitaalisen kaksosen avaintekijöistä on, että kaksosella on oltava vastaava esine todellisessa maailmassa. Digitaalinen kaksos on enemmän kuin pelkkä suunnitelma tai kaavio.
Nykyaikainen digitaalisen kaksosen määritelmä pitää parhaana, että digitaalinen malli ja fyysinen esine syntyvät samanaikaisesti. Nämä kaksoset "kasvavat" yhdessä ajan kuluessa.
Digitaalinen kaksoislähestymistapa tuotantoon sisältäisi digitaalisen kaksosen jopa prototyyppivaiheen jälkeen. Prototyypistä saatua dataa voitaisiin käyttää digitaalisen kaksosen parantamiseen. Parannettu malli voi sitten ennustaa tulevien prototyyppien suorituskyvyn.
Digitaalisten kaksosten ominaisuudet
- Liitännät
Digitaalinen kaksonen vaatii yhteyden. Digitaalisen kaksosen ja sen tosielämän vastineen välinen suhde edellyttää luotettavaa tietovirtaa. Digitaalinen kaksoistekniikka voi käyttää esineiden Internetiä (IoT) ja koneoppimista (ML) analysoimaan jatkuvasti useista eri lähteistä tulevista antureista tulevaa dataa. - homogenointi
Käytettävissä olevan laskentatehon kasvun ansiosta pystymme nyt toteuttamaan lähes homogenisoinnin eri lähteistä tulevasta datasta. Ja koska kaikki tarvittava data kerätään yhteen kokonaisuuteen, se on paljon helpompi jakaa. - Uudelleenohjelmoitavuus
Digitaalinen kaksoisteknologia mahdollistaa palveluiden ja tuotteiden uudelleenohjelmoinnin reaaliaikaisen palautteen perusteella. ML:n avulla voimme saada digitaalisia kaksosia, joista tulee jopa älykkäämpiä päätöksenteossa, kun tietoja kerätään enemmän. - modulaarisuus
Suuret, monimutkaiset järjestelmät, jotka on tallennettu digitaalisella kaksoisteknologialla, hyötyvät suunnittelun modulaarisuudesta. DT:n avulla valmistajat voivat selvittää, mitkä laitteen tietyt komponentit eivät toimi.
Digitaaliset kaksoissovellukset
Digitaalisia kaksosia voidaan soveltaa melkein mihin tahansa toimialaan. Tällainen tehokas malli voisi parantaa tietyn tuotteen tai palvelun suunnittelu-, valmistus- ja käyttövaiheita. Seuraavassa on esimerkkejä siitä, kuinka digitaalisia kaksoistekniikoita voidaan soveltaa tietyillä aloilla.
1. Ilmailu
Digitaalisten kaksosten avulla yritykset voivat nyt saada digitaalisen jalanjäljen tuotteen koko elämäntyylistä suunnittelusta toimintaan.
Esimerkiksi ilmailualan yritys Boeing käyttää digitaalisia kaksosia lentokoneensa suunnittelussa. He voivat suorittaa simulaatioita kaikista koneen osista ennustaakseen, kuinka ja milloin ne saattavat epäonnistua tulevaisuudessa.
Tämän tyyppinen mallipohjainen suunnittelu nopeuttaa tutkimusta ja kehitystä ja mahdollistaa integroidun järjestelmän. Suunnittelu-, valmistus- ja käyttövaiheet toimivat nyt rinnakkain ja jakavat tietoja keskenään.
2. Toimitusketjut
Digitaalisia kaksosia voidaan käyttää käytännössä toimitusketjut luoda yksityiskohtaisen mallin toimitusketjun käyttäytymisestä. Digitaaliset kaksoset mahdollistaa lennon aikana tehtävät säädöt ja erittäin yksityiskohtaisen kuvan koko toimitusketjusta.
Toimitusketjun digitaaliset kaksoset käyttävät reaaliaikaisia tietosyötteitä. Tiedot, kuten tulevat lähetykset, ajoneuvojen sijainnit ja varastot, voivat auttaa arvioimaan toimitusketjun nykyistä tilaa. Nämä digitaaliset kaksoset voidaan ohjelmoida suorittamaan tietty toimenpide, kun tiettyjä tapahtumia tapahtuu, kuten kun tuote on loppunut.
COVID-19-pandemian valossa toimitusketjun digitaaliset mallit voivat auttaa vähentämään riskejä. Digitaaliset kaksoset mahdollistavat tärkeiden omaisuuserien, kuten rokotteiden, laboratorionäytteiden ja muiden lääketieteellisten laitteiden tarkan seurannan ja toimituksen.
Omaisuus, kuten rokotteet, vaatii kuljetuksen aikana tiettyjä lämpötiloja, joita voidaan seurata digitaalisten kaksosten avulla.
3. Terveydenhuolto
Digitaalisen kaksoisteknologian avulla lääkärit voivat pian luoda virtuaalisia elimiä, jotka voidaan räätälöidä tietylle potilaalle. Heidelbergin yliopistollisen sairaalan kardiologian klinikan tutkijat ovat jo alkaneet simuloida digitaalista kaksoset. sydän. Virtuaalisydämen avulla voidaan ennustaa potilaan sydänsairauden etenemistä ja vasteita lääkehoitoihin.
Näiden digitaalisten kaksosten avulla lääkärit voivat nähdä sydänleikkauksen onnistumisasteen ennen kuin tehdään päätöksiä. Monimutkaisemmat riskimallit, kuten digitaaliset kaksoset, voivat löytää ratkaisuja, jotka sopivat tietylle potilaalle, eivät vain tietylle riskiryhmälle.
4. Digitaaliset ystävyyskaupungit
Älykkäiden kaupunkien kysynnän kasvaessa kaupungeissa kerätään pian valtava määrä dataa. Älykkäät kaupungit pyrkivät seuraamaan kaikenlaista kaupunkitoimintaa liikennetiedoista, kontaktien jäljittämisestä ja ympäristöindikaattoreista.
Tämän seurauksena näiden tietojen saatavuus antaa meille mahdollisuuden luoda pian digitaalisia kaksosia kokonaisista kaupungeista.
Mukaan Arup"City Digital Twin lupaus on auttaa tarjoamaan simulaatioympäristöä, testaamaan politiikkavaihtoehtoja, tuomaan esiin riippuvuuksia ja mahdollistamaan yhteistyön eri politiikanaloilla samalla kun parannetaan sitoutumista kansalaisiin ja yhteisöihin."
Kaikkia näitä tietoja voidaan käyttää skenaarioiden suunnitteluun ja tulevien katastrofien ehkäisyyn.
Menestyvä digitaalinen ystävyyskaupunki auttaa tiedottamaan poliittisia päätöksiä yhtä hyvin. Säätiedot, liikennetottumukset ja väestölaskentatiedot voivat mahdollistaa paikallishallinnon virkamiesten tietopohjaisemman aloitteen.
Jos kaupungit voivat tarjota hyödyllisiä portaaleja asukkailleen, kaupungin digitaalinen kaksoispari voi myös vangita tosielämän vastineensa tarpeet ja vaatimukset.
Yhteenveto
Digitaalinen kaksoisteknologia antaa eri toimialoille mahdollisuuden tehdä parempia päätöksiä.
Kun panokset ovat korkeat, kuten terveydenhuollossa tai lentoteollisuudessa, yritykset ovat valmiita investoimaan digitaalisiin kaksosiin varmistaakseen riskien pienentämisen.
Monimutkaiset alat, kuten toimitusketjun hallinta, hyötyvät siitä, että ne pystyvät näkemään järjestelmän lähes kaikki yksityiskohdat.
Lisäksi nämä sektorit voivat käyttää tekoälyä ja koneoppimista järjestelmän parantamiseen, kun todellisesta maailmasta kerätään enemmän tietoa.
Jos tämä artikkeli oli mielestäsi oivaltava, jaa tämä artikkeli ja tilaa HashDork viikoittainen uutiskirje saadaksesi lisää artikkeleita uusimmista AI- ja Future Tech -uutisista.
Jätä vastaus