Pe măsură ce cantitatea de date pe care o avem crește, crește și cantitatea de informații utile pe care le putem folosi pentru a lua decizii importante în lumea reală. Rezumatele, modelele și simulările punctelor de date informează aceste decizii. În era Big Data, tUrmătorul pas în acest sens este conceptul de gemeni digitali.
Un geamăn digital este o reprezentare virtuală a unui obiect sau proces fizic. Acestea sunt simulări care pot prezice modul în care un anumit obiect sau serviciu va funcționa în lumea reală.
Diverse industrii au început să caute să implementeze gemeni digitali ai propriilor produse și servicii pentru a aduce tot felul de îmbunătățiri.
Să aruncăm o privire asupra istoriei gemenilor digitali și a modului în care sunt diferiti de simulările cel mai frecvent utilizate astăzi. Ne vom uita, de asemenea, la modul în care gemenii digitali pot revoluționa diverse industrii, de la asistența medicală, la producție sau chiar orașe întregi.
Ce este Digital Twin?
Istoria
Termenul „geamăn digital” a apărut pentru prima dată în documentele NASA în 2010. Geamănul digital a fost descris ca „o simulare probabilistică integrată, multi-fizică, multi-scală, a unui vehicul sau sistem care utilizează cele mai bune modele fizice disponibile, actualizări ale senzorilor, istoricul flotei. , etc., pentru a oglindi viața geamănului său zburător.”
Această tehnologie a inspirat ulterior forțele aeriene americane, care au angajat gemeni digitali din corpurile aeronavelor lor pentru a prezice oboseala și daunele. Ei au numit această tehnologie Airframe Digital Twin și își propunea să servească drept senzor virtual de sănătate pe tot parcursul ciclului de viață al aeronavei individuale.
Digital Twin vs Modele
Unul dintre aspectele cheie ale unui geamăn digital este că geamănul trebuie să aibă un obiect corespunzător în lumea reală. Geamănul digital este mai mult decât un plan sau o schemă.
Definiția modernă a geamănului digital consideră cel mai bine ca modelul digital și obiectul fizic să fie concepute în același timp. Acești gemeni „cresc” împreună pe măsură ce timpul trece.
O abordare a geamănului digital în producție ar implica geamănul digital chiar și peste etapa de prototip. Datele preluate de pe prototip ar putea fi folosite pentru a îmbunătăți geamănul digital. Modelul îmbunătățit poate prezice apoi performanța prototipurilor viitoare.
Caracteristicile gemenilor digitali
- Suport conectare
Un geamăn digital necesită conectivitate. Relația dintre un geamăn digital și omologul său din viața reală necesită un flux de date fiabil. Tehnologia digitală gemenă poate folosi Internetul lucrurilor (IoT) și Machine Learning (ML) pentru a analiza în mod continuu datele care provin de la senzori din mai multe surse. - Omogenizare
Datorită creșterii puterii de calcul disponibile, acum suntem capabili să realizăm aproape omogenizare a datelor care provin din diferite surse. Și pentru că toate datele necesare sunt capturate într-o singură entitate, acestea sunt mult mai ușor de partajat. - Reprogramabilitate
Tehnologia digitală dublă ne permite să reprogramam servicii și produse pe baza feedback-ului în timp real. Folosind ML, putem avea gemeni digitali care devin chiar mai inteligenți în luarea deciziilor pe măsură ce sunt colectate mai multe date. - modularitate
Sistemele mari și complexe capturate folosind tehnologia digital twin beneficiază de modularitatea designului. DT-urile pot permite producătorilor să afle ce componente specifice dintr-un dispozitiv au performanțe slabe.
Aplicații Digital Twin
Gemenii digitali pot fi aplicați aproape în orice industrie. Un astfel de model puternic ar putea îmbunătăți etapele de proiectare, producție și operare ale unui anumit produs sau serviciu. Următoarele sunt câteva exemple despre modul în care tehnologiile digitale gemene pot fi aplicate în anumite sectoare.
1. Aviație
Folosind gemeni digitali, companiile pot avea acum o amprentă digitală a întregului stil de viață al unui produs, de la design până la operațiuni.
De exemplu, compania aerospațială Boeing folosește gemeni digitali pentru a-și proiecta aeronavele. Ei pot rula simulări ale tuturor pieselor avionului pentru a prezice cum și când ar putea eșua în viitor.
Acest tip de inginerie bazată pe modele accelerează cercetarea și dezvoltarea și permite un sistem integrat. Etapele de proiectare, producție și operare rulează acum în paralel și partajează date între ele.
2. Lanțuri de aprovizionare
Gemenii digitali pot fi folosiți în realitate lanțurile de aprovizionare pentru a crea un model detaliat al comportamentului lanțului de aprovizionare. Gemeni digitali permite ajustări din mers și o vedere foarte detaliată a întregului lanț de aprovizionare.
Gemenii digitali din lanțul de aprovizionare folosesc fluxuri de informații în timp real. Date precum expedierile viitoare, locațiile vehiculelor și inventarul pot ajuta la evaluarea stării actuale a lanțului de aprovizionare. Acești gemeni digitali pot fi programați să întreprindă o anumită acțiune odată ce au loc anumite evenimente, cum ar fi atunci când un produs este epuizat.
În lumina pandemiei de COVID-19, modelele digitale ale lanțului de aprovizionare pot ajuta la atenuarea riscurilor. Gemenii digitali permit urmărirea și livrarea precisă a activelor importante, cum ar fi vaccinuri, mostre de laborator și alte echipamente medicale.
Activele precum vaccinurile necesită anumite temperaturi în timpul transportului, care pot fi monitorizate folosind gemeni digitali.
3. Sănătate
Folosind tehnologia gemenelor digitale, medicii pot crea în curând organe virtuale care pot fi personalizate pentru un anumit pacient. Oamenii de știință de la Clinica de Cardiologie de la Spitalul Universitar Heidelberg, Germania, au început deja să simuleze un geamăn digital al unui inimă. Inima virtuală poate fi folosită pentru a prezice progresia bolii cardiace a pacientului și răspunsurile la tratamentele medicamentoase.
Folosind acești gemeni digitali, medicii pot vedea rata de succes a intervenției chirurgicale pe inimă înainte de a lua orice decizie. Modelele de risc mai complexe, cum ar fi gemenii digitali, pot găsi soluții care se potrivesc unui anumit pacient și nu doar o soluție pentru un anumit grup de risc.
4. Orașe gemene digitale
Odată cu creșterea cererii de orașe inteligente, în curând va exista o cantitate mare de date colectate în orașe. Orașele inteligente își propun să urmărească toate tipurile de activități ale orașului, de la date de trafic, urmărirea contactelor și indicatorii de mediu.
Drept urmare, disponibilitatea acestor date ne va permite să creăm în curând gemeni digitali din orașe întregi.
În conformitate cu Arup, „promisiunea gemenului digital al orașului este de a ajuta la furnizarea unui mediu de simulare, de a testa opțiunile de politică, de a scoate la iveală dependențe și de a permite colaborarea între domeniile de politică, îmbunătățind în același timp angajamentul cu cetățenii și comunitățile.”
Toate aceste date pot fi folosite pentru planificarea scenariilor și prevenirea viitoarelor catastrofe.
Un oraș geamăn digital de succes va ajuta la informare decizii de luare a politicilor de asemenea. Datele despre vreme, modelele de transport și datele recensământului pot permite mai multe inițiative bazate pe date din partea oficialilor guvernamentali locale.
Dacă orașele pot oferi portaluri utile cetățenilor săi, atunci geamănul digital al unui oraș poate surprinde și nevoile și cerințele omologului său din viața reală.
Concluzie
Tehnologia digitală gemenă dă putere diferitelor industrii să ia decizii mai bune.
Când mizele sunt mari, cum ar fi în domeniul sănătății sau în industria aviației, companiile sunt dispuse să investească în gemeni digitali pentru a se asigura că orice risc este atenuat.
Sectoarele complexe, cum ar fi managementul lanțului de aprovizionare, vor beneficia de posibilitatea de a vedea practic fiecare nivel de detaliu dintr-un sistem.
În plus, aceste sectoare pot folosi apoi AI și Machine Learning pentru a îmbunătăți sistemul pe măsură ce se colectează mai multe date din lumea reală.
Dacă ați găsit acest articol perspicace, distribuiți acest articol și abonați-vă la HashDork's newsletter-ul săptămânal pentru mai multe articole despre cele mai recente știri despre AI & Future Tech.
Lasă un comentariu