Didėjant turimų duomenų kiekiui, daugėja ir naudingos informacijos, kurią galime panaudoti priimdami svarbius sprendimus realiame pasaulyje. Duomenų taškų santraukos, modeliai ir modeliavimas patvirtina šiuos sprendimus. Didžiųjų duomenų amžiuje tKitas žingsnis į tai yra skaitmeninių dvynių koncepcija.
Skaitmeninis dvynys yra virtualus fizinio objekto ar proceso vaizdas. Tai modeliavimas, galintis numatyti, kaip konkretus objektas ar paslauga veiks realiame pasaulyje.
Įvairios pramonės šakos pradėjo ieškoti savo produktų ir paslaugų skaitmeninių dvynių diegimo, kad padarytų įvairius patobulinimus.
Pažvelkime į skaitmeninių dvynių istoriją ir kuo jie skiriasi nuo šiandien dažniausiai naudojamų modelių. Taip pat pažvelgsime į tai, kaip skaitmeniniai dvyniai gali pakeisti įvairias pramonės šakas – nuo sveikatos priežiūros iki gamybos ar net ištisų miestų.
Kas yra „Digital Twin“?
Istorija
Sąvoka „skaitmeninis dvynys“ pirmą kartą pasirodė NASA dokumentuose 2010 m. Skaitmeninis dvynys buvo apibūdintas kaip „integruotas kelių fizinių, kelių mastelių tikimybinis transporto priemonės ar sistemos modeliavimas, kuriame naudojami geriausi turimi fiziniai modeliai, jutiklių atnaujinimai, automobilių parko istorija. ir tt, kad atspindėtų jos skraidančios dvynių gyvenimą.
Ši technologija vėliau įkvėpė JAV oro pajėgas, kurios įdarbino skaitmeniniai dvyniai orlaivių sklandmenų, kad būtų galima numatyti nuovargį ir žalą. Jie pavadino šią technologiją „Airframe Digital Twin“ ir siekė tarnauti kaip virtualus sveikatos jutiklis per visą atskiro orlaivio gyvavimo ciklą.
Skaitmeninis dvynys prieš modelius
Vienas iš pagrindinių skaitmeninio dvynių aspektų yra tas, kad dvynys turi turėti atitinkamą objektą realiame pasaulyje. Skaitmeninis dvynys yra daugiau nei tik brėžinys ar schema.
Šiuolaikinis skaitmeninio dvynio apibrėžimas mano, kad geriausia, kad skaitmeninis modelis ir fizinis objektas būtų sukurti tuo pačiu metu. Laikui bėgant šie dvyniai „auga“ kartu.
Skaitmeninis dvynių požiūris į gamybą apimtų skaitmeninį dvynį net po prototipo stadijos. Duomenys, gauti iš prototipo, gali būti naudojami skaitmeniniam dvyniui tobulinti. Tada patobulintas modelis gali numatyti būsimų prototipų veikimą.
Skaitmeninių dvynių charakteristikos
- Ryšiai
Skaitmeniniam dvyniui reikalingas ryšys. Ryšys tarp skaitmeninio dvynio ir jo realaus atitikmens reikalauja patikimo duomenų srauto. Skaitmeninė dvynių technologija gali naudoti daiktų internetą (IoT) ir mašininį mokymąsi (ML), kad analizuotų duomenis, nuolat gaunamus iš jutiklių iš kelių šaltinių. - Homogenizacija
Dėl didėjančios turimos skaičiavimo galios dabar galime beveik suvienodinti duomenis, gaunamus iš skirtingų šaltinių. Ir kadangi visi reikalingi duomenys yra fiksuojami viename objekte, jais daug lengviau dalytis. - Perprogramuojamumas
Skaitmeninė dvynių technologija leidžia perprogramuoti paslaugas ir produktus, remiantis atsiliepimais realiuoju laiku. Naudodami ML galime turėti skaitmeninius dvynius, kurie netgi tampa protingesni priimant sprendimus, kai surenkama daugiau duomenų. - Moduliškumas
Didelės, sudėtingos sistemos, užfiksuotos naudojant skaitmeninę dvynių technologiją, turi naudos iš dizaino moduliškumo. DT gali leisti gamintojams išsiaiškinti, kurie konkretūs įrenginio komponentai yra prastai veikiantys.
Skaitmeninės dvynių programos
Skaitmeniniai dvyniai gali būti taikomi beveik bet kurioje pramonės šakoje. Toks galingas modelis galėtų pagerinti konkretaus produkto ar paslaugos projektavimo, gamybos ir eksploatavimo etapus. Toliau pateikiami keli pavyzdžiai, kaip skaitmeninės dvynių technologijos gali būti taikomos tam tikruose sektoriuose.
1. Aviacija
Naudodamos skaitmeninius dvynius, įmonės dabar gali turėti skaitmeninį viso gaminio gyvenimo būdo pėdsaką – nuo dizaino iki eksploatavimo.
Pavyzdžiui, aviacijos ir kosmoso įmonė "Boeing" savo orlaiviui kurti naudoja skaitmeninius dvynius. Jie gali atlikti visų lėktuvo dalių modeliavimą ir numatyti, kaip ir kada jos gali sugesti ateityje.
Šio tipo modeliu pagrįsta inžinerija pagreitina mokslinius tyrimus ir plėtrą bei leidžia sukurti integruotą sistemą. Projektavimo, gamybos ir eksploatavimo etapai dabar vyksta lygiagrečiai ir dalijasi duomenimis vieni su kitais.
2. Tiekimo grandinės
Skaitmeniniai dvyniai gali būti naudojami iš tikrųjų tiekimo grandinės sukurti detalų tiekimo grandinės elgesio modelį. Skaitmeniniai dvyniai įgalina reguliavimą skrydžio metu ir labai detalų visos tiekimo grandinės vaizdą.
Tiekimo grandinės skaitmeniniai dvyniai naudoja realaus laiko informacijos santraukas. Duomenys, tokie kaip būsimos siuntos, transporto priemonių vietos ir inventorius, gali padėti įvertinti dabartinę tiekimo grandinės būklę. Šiuos skaitmeninius dvynius galima užprogramuoti atlikti konkretų veiksmą, kai įvyksta tam tikri įvykiai, pvz., kai prekės nėra sandėlyje.
Atsižvelgiant į COVID-19 pandemiją, skaitmeniniai tiekimo grandinės modeliai gali padėti sumažinti riziką. Skaitmeniniai dvyniai leidžia tiksliai sekti ir pristatyti svarbų turtą, pvz., vakcinas, laboratorinius mėginius ir kitą medicinos įrangą.
Turtui, pavyzdžiui, vakcinoms, transportuojant reikalinga tam tikra temperatūra, kurią galima stebėti naudojant skaitmeninius dvynius.
3. Sveikatos
Naudodami skaitmeninę dvynių technologiją, gydytojai netrukus gali sukurti virtualius organus, kuriuos galima pritaikyti konkrečiam pacientui. Vokietijos Heidelbergo universiteto ligoninės Kardiologijos klinikos mokslininkai jau pradėjo modeliuoti skaitmeninį dvynį. širdis. Virtuali širdis gali būti naudojama norint prognozuoti paciento širdies ligos progresavimą ir atsaką į gydymą vaistais.
Naudodamiesi šiais skaitmeniniais dvyniais, gydytojai gali pamatyti širdies operacijos sėkmės rodiklį prieš priimdami bet kokius sprendimus. Sudėtingesni rizikos modeliai, tokie kaip skaitmeniniai dvyniai, gali rasti sprendimus, kurie tinka konkrečiam pacientui, o ne tik konkrečiai rizikos grupei.
4. Skaitmeniniai miestai dvyniai
Didėjant išmaniųjų miestų paklausai, netrukus miestuose bus renkama daugybė duomenų. Išmanieji miestai siekia sekti visų rūšių miesto veiklą, pradedant eismo duomenimis, kontaktų sekimu ir aplinkos rodikliais.
Dėl to šių duomenų prieinamumas leis greitai sukurti skaitmeninius dvynius iš ištisų miestų.
Pagal Arup„Miesto skaitmeninio dvynio pažadas yra padėti sukurti modeliavimo aplinką, išbandyti politikos galimybes, atskleisti priklausomybes ir sudaryti sąlygas bendradarbiauti įvairiose politikos srityse, kartu gerinant piliečių ir bendruomenių bendradarbiavimą.
Visi šie duomenys gali būti naudojami planuojant scenarijus ir užkertant kelią būsimoms katastrofoms.
Sėkmingas skaitmeninis dvynių miestas padės informuoti politikos formavimo sprendimus taip pat. Duomenys apie orus, transporto modelius ir surašymo duomenis gali padėti vietos valdžios pareigūnams imtis daugiau duomenimis pagrįstų iniciatyvų.
Jei miestai gali teikti naudingus portalus savo piliečiams, miesto skaitmeninis dvynys taip pat gali užfiksuoti savo realaus gyvenimo partnerio poreikius ir reikalavimus.
Išvada
Skaitmeninė dvynių technologija įgalina įvairias pramonės šakas priimti geresnius sprendimus.
Kai rizika yra didelė, pavyzdžiui, sveikatos priežiūros ar aviacijos pramonėje, įmonės nori investuoti į skaitmeninius dvynius, kad užtikrintų, jog bet kokia rizika būtų sumažinta.
Sudėtingiems sektoriams, tokiems kaip tiekimo grandinės valdymas, bus naudinga matyti beveik visas sistemos detales.
Be to, šie sektoriai gali naudoti AI ir mašininį mokymąsi, kad patobulintų sistemą, nes iš realaus pasaulio surenkama daugiau duomenų.
Jei šis straipsnis jums pasirodė įžvalgus, pasidalykite šiuo straipsniu ir užsiprenumeruokite HashDork's savaitinis informacinis biuletenis daugiau straipsnių apie naujausias AI ir ateities technologijų naujienas.
Palikti atsakymą