Քանի որ մեր ունեցած տվյալների քանակը մեծանում է, այնքան մեծանում է օգտակար տեղեկատվության քանակը, որը մենք կարող ենք օգտագործել իրական աշխարհում կարևոր որոշումներ կայացնելու համար: Տվյալների կետերի ամփոփումները, մոդելները և մոդելավորումները տեղեկացնում են այս որոշումներին: Մեծ տվյալների դարաշրջանում տՍրա վերջնական հաջորդ քայլը թվային երկվորյակների հայեցակարգն է:
Թվային երկվորյակը որոշ ֆիզիկական օբյեկտի կամ գործընթացի վիրտուալ ներկայացում է: Սրանք սիմուլյացիաներ են, որոնք կարող են կանխատեսել, թե կոնկրետ օբյեկտը կամ ծառայությունը ինչպես կգործի իրական աշխարհում:
Տարբեր ոլորտներ սկսել են փնտրել իրենց արտադրանքի և ծառայությունների թվային երկվորյակների ներդրումը բոլոր տեսակի բարելավումներ անելու համար:
Եկեք նայենք թվային երկվորյակների պատմությանը և թե ինչպես են դրանք տարբերվում այսօր ամենատարածված սիմուլյացիաներից: Մենք նաև կդիտարկենք, թե ինչպես թվային երկվորյակները կարող են հեղափոխել տարբեր ոլորտներ՝ առողջապահությունից մինչև արտադրություն կամ նույնիսկ ամբողջ քաղաքներ:
Ի՞նչ է թվային երկվորյակը:
Պատմությունը
«Թվային երկվորյակ» տերմինն առաջին անգամ հայտնվել է NASA-ի փաստաթղթերում 2010 թվականին: Թվային երկվորյակը նկարագրվել է որպես «մեքենայի կամ համակարգի ինտեգրված բազմաֆիզիկական, բազմամասշտաբ հավանական մոդելավորում, որն օգտագործում է լավագույն հասանելի ֆիզիկական մոդելները, սենսորների թարմացումները, նավատորմի պատմությունը: և այլն, որպեսզի արտացոլի իր թռչող երկվորյակի կյանքը»։
Այս տեխնոլոգիան հետագայում ոգեշնչեց ԱՄՆ ռազմաօդային ուժերը, որոնք կիրառեցին թվային երկվորյակներ իրենց օդանավերի շրջանակները՝ կանխատեսելու հոգնածությունն ու վնասը: Նրանք այս տեխնոլոգիան անվանեցին Airframe Digital Twin, և այն նպատակ ուներ ծառայել որպես առողջության վիրտուալ սենսոր առանձին ինքնաթիռի կյանքի ցիկլի ընթացքում:
Թվային երկվորյակներ ընդդեմ մոդելների
Թվային երկվորյակի հիմնական ասպեկտներից մեկն այն է, որ երկվորյակը պետք է ունենա համապատասխան առարկա իրական աշխարհում: Թվային երկվորյակը ավելին է, քան պարզապես նախագիծ կամ սխեմատիկ:
Թվային երկվորյակի ժամանակակից սահմանումը լավագույնս համարում է, որ թվային մոդելը և ֆիզիկական օբյեկտը բեղմնավորված լինեն միաժամանակ: Այս երկվորյակները միասին «աճում» են ժամանակի ընթացքում։
Արտադրության թվային երկվորյակ մոտեցումը կներառի թվային երկվորյակը նույնիսկ նախատիպի փուլից հետո: Նախատիպից վերցված տվյալները կարող են օգտագործվել թվային երկվորյակը բարելավելու համար: Այնուհետև բարելավված մոդելը կարող է կանխատեսել ապագա նախատիպերի աշխատանքը:
Թվային երկվորյակների բնութագրերը
- Միացնելիություն
Թվային երկվորյակը պահանջում է միացում: Թվային երկվորյակի և իր իրական գործընկերոջ միջև փոխհարաբերությունները պահանջում են տվյալների հուսալի հոսք: Թվային երկվորյակ տեխնոլոգիան կարող է օգտագործել իրերի ինտերնետը (IoT) և մեքենայական ուսուցումը (ML)՝ վերլուծելու բազմաթիվ աղբյուրներից ստացվող սենսորներից անընդհատ ստացվող տվյալները: - Միատարրացում
Շնորհիվ հասանելի հաշվողական հզորության բարձրացման՝ մենք այժմ կարողանում ենք իրականացնել տարբեր աղբյուրներից ստացվող տվյալների գրեթե միատարրացում: Եվ քանի որ բոլոր անհրաժեշտ տվյալները հավաքվում են մեկ անձի մեջ, դրանք շատ ավելի հեշտ է համօգտագործվում: - Վերծրագրավորելիություն
Թվային երկվորյակ տեխնոլոգիան մեզ թույլ է տալիս իրական ժամանակում վերածրագրավորել ծառայություններն ու ապրանքները՝ հիմնվելով հետադարձ կապի վրա: Օգտագործելով ML-ը՝ մենք կարող ենք թվային երկվորյակներ ունենալ, որոնք նույնիսկ ավելի խելացի են դառնում որոշումներ կայացնելու հարցում, քանի որ ավելի շատ տվյալներ են հավաքվում: - Մոդուլյարություն
Խոշոր, բարդ համակարգերը, որոնք նկարահանվել են թվային երկվորյակ տեխնոլոգիայի միջոցով, օգտվում են դիզայնի մոդուլյարությունից: DT-ները կարող են արտադրողներին հնարավորություն տալ պարզել, թե սարքի կոնկրետ որ բաղադրիչներն են թերակատարում:
Թվային երկվորյակ հավելվածներ
Թվային երկվորյակները կարող են կիրառվել գրեթե ցանկացած ոլորտում: Նման հզոր մոդելը կարող է բարելավել որոշակի ապրանքի կամ ծառայության նախագծման, արտադրության և շահագործման փուլերը: Ստորև բերված են մի քանի օրինակներ, թե ինչպես կարելի է թվային երկվորյակ տեխնոլոգիաները կիրառել որոշակի ոլորտներում:
1. Ավիացիա
Օգտագործելով թվային երկվորյակներ՝ ընկերություններն այժմ կարող են թվային հետք ունենալ արտադրանքի ողջ կենսակերպի մասին՝ դիզայնից մինչև գործառնություններ:
Օրինակ՝ ավիատիեզերական ընկերությունը Boeing օգտագործում է թվային երկվորյակներ իրենց ինքնաթիռները նախագծելու համար: Նրանք կարող են իրականացնել ինքնաթիռի բոլոր մասերի սիմուլյացիաներ՝ կանխատեսելու, թե ինչպես և երբ դրանք կարող են ապագայում խափանվել:
Այս տեսակի մոդելի վրա հիմնված ճարտարագիտություն արագացնում է հետազոտությունն ու զարգացումը և թույլ է տալիս ստեղծել ինտեգրված համակարգ: Նախագծման, արտադրության և շահագործման փուլերն այժմ ընթանում են զուգահեռ և կիսում են տվյալները միմյանց հետ:
2. Մատակարարման շղթաներ
Թվային երկվորյակները կարող են օգտագործվել իրականում մատակարարման ցանցեր ստեղծել մատակարարման շղթայի վարքագծի մանրամասն մոդել: Թվային երկվորյակներ հնարավորություն է ընձեռում ճշգրտումներ կատարել թռիչքի ժամանակ և շատ մանրամասն դիտել մատակարարման ամբողջ շղթան:
Մատակարարման շղթայի թվային երկվորյակներն օգտագործում են իրական ժամանակի տեղեկատվական հոսքեր: Տվյալները, ինչպիսիք են առաջիկա առաքումները, տրանսպորտային միջոցների գտնվելու վայրը և գույքագրումը, կարող են օգնել գնահատել մատակարարման շղթայի ներկա վիճակը: Այս թվային երկվորյակները կարող են ծրագրավորվել հատուկ գործողություն կատարելու համար, երբ տեղի ունենան որոշակի իրադարձություններ, օրինակ, երբ ապրանքը սպառվում է:
COVID-19 համաճարակի լույսի ներքո մատակարարման շղթայի թվային մոդելները կարող են օգնել նվազեցնելու ռիսկերը։ Թվային երկվորյակները թույլ են տալիս ճշգրիտ հետևել և առաքել այնպիսի կարևոր ակտիվների, ինչպիսիք են պատվաստանյութերը, լաբորատոր նմուշները և այլ բժշկական սարքավորումները:
Ակտիվները, ինչպիսիք են պատվաստանյութերը, փոխադրման ընթացքում պահանջում են որոշակի ջերմաստիճան, որը կարելի է վերահսկել թվային երկվորյակների միջոցով:
3: Առողջապահություն
Օգտագործելով թվային երկվորյակ տեխնոլոգիա՝ բժիշկները շուտով կարող են ստեղծել վիրտուալ օրգաններ, որոնք կարող են հարմարեցվել կոնկրետ հիվանդի համար: Գերմանիայի Հայդելբերգի համալսարանական հիվանդանոցի սրտաբանության կլինիկայի գիտնականներն արդեն սկսել են թվային երկվորյակի մոդելավորումը: սիրտ. Վիրտուալ սիրտը կարող է օգտագործվել հիվանդի սրտի հիվանդության առաջընթացը և դեղորայքային բուժման արձագանքները կանխատեսելու համար:
Օգտագործելով այս թվային երկվորյակները, բժիշկները կարող են տեսնել սրտի վիրահատության հաջողության մակարդակը, նախքան որևէ որոշում կայացնելը: Ավելի բարդ ռիսկային մոդելները, ինչպիսիք են թվային երկվորյակները, կարող են գտնել լուծումներ, որոնք համապատասխանում են կոնկրետ հիվանդին, և ոչ միայն լուծում կոնկրետ ռիսկային խմբի համար:
4. Թվային երկվորյակ քաղաքներ
Խելացի քաղաքների պահանջարկի աճով, շուտով քաղաքներում հավաքագրվելու են հսկայական քանակությամբ տվյալներ: Խելացի քաղաքները նպատակ ունեն հետևել քաղաքի բոլոր տեսակի գործունեությանը՝ սկսած երթևեկության տվյալներից, կոնտակտների հետագծումից և շրջակա միջավայրի ցուցիչներից:
Արդյունքում, այս տվյալների առկայությունը մեզ թույլ կտա շուտով ստեղծել թվային երկվորյակներ ամբողջ քաղաքներից։
Ըստ Arup«Քաղաքի թվային երկվորյակի խոստումն է օգնել ստեղծել սիմուլյացիոն միջավայր, փորձարկել քաղաքականության տարբերակները, բացահայտել կախվածությունները և թույլ տալ համագործակցել քաղաքականության ոլորտներում՝ միաժամանակ բարելավելով ներգրավվածությունը քաղաքացիների և համայնքների հետ»:
Այս բոլոր տվյալները կարող են օգտագործվել սցենարների պլանավորման և ապագա աղետների կանխարգելման համար:
Հաջողակ թվային երկվորյակ քաղաքը կօգնի տեղեկացնել քաղաքականություն կայացնելու որոշումներ նույնպես. Եղանակի, տրանսպորտի օրինաչափությունների և մարդահամարի տվյալների վերաբերյալ տվյալները կարող են թույլ տալ ավելի շատ տվյալների վրա հիմնված նախաձեռնություններ տեղական ինքնակառավարման մարմինների պաշտոնյաներից:
Եթե քաղաքները կարող են օգտակար պորտալներ տրամադրել իր քաղաքացիների համար, ապա քաղաքի թվային երկվորյակը կարող է նաև արտացոլել իր իրական գործընկերոջ կարիքներն ու պահանջները:
Եզրափակում
Թվային երկվորյակ տեխնոլոգիան հնարավորություն է տալիս տարբեր ոլորտներին ավելի լավ որոշումներ կայացնել:
Երբ խաղադրույքները մեծ են, օրինակ՝ առողջապահության կամ ավիացիոն արդյունաբերության ոլորտում, ընկերությունները պատրաստ են ներդրումներ կատարել թվային երկվորյակների մեջ՝ երաշխավորելու, որ ցանկացած ռիսկ մեղմվում է:
Բարդ ոլորտները, ինչպիսին է մատակարարման շղթայի կառավարումը, կշահեն, եթե կարողանանք տեսնել համակարգի գրեթե բոլոր մակարդակները:
Ավելին, այս հատվածները կարող են այնուհետև օգտագործել AI և Machine Learning համակարգը բարելավելու համար, քանի որ ավելի շատ տվյալներ են հավաքվում իրական աշխարհից:
Եթե ձեզ համար այս հոդվածը խորաթափանց է, կիսվեք այս հոդվածով և բաժանորդագրվեք HashDork-ին շաբաթաթերթը AI և Future Tech վերջին նորությունների վերաբերյալ ավելի շատ հոդվածների համար:
Թողնել գրառում