Ko se količina podatkov, ki jih imamo, povečuje, se povečuje tudi količina koristnih informacij, ki jih lahko uporabimo za sprejemanje pomembnih odločitev v resničnem svetu. Povzetki, modeli in simulacije podatkovnih točk podpirajo te odločitve. V dobi velikih podatkov je tkončni naslednji korak k temu je koncept digitalnih dvojčkov.
Digitalni dvojček je virtualna predstavitev nekega fizičnega predmeta ali procesa. To so simulacije, ki lahko napovejo, kako bo določen objekt ali storitev deloval v resničnem svetu.
Različne industrije so se začele ukvarjati z uvajanjem digitalnih dvojčkov svojih lastnih izdelkov in storitev, da bi naredile vse vrste izboljšav.
Oglejmo si zgodovino digitalnih dvojčkov in kako se razlikujejo od simulacij, ki se najpogosteje uporabljajo danes. Pogledali bomo tudi, kako lahko digitalni dvojčki revolucionirajo različne industrije, od zdravstvenega varstva do proizvodnje ali celo celotnih mest.
Kaj je digitalni dvojček?
Zgodovina
Izraz "digitalni dvojček" se je prvič pojavil v Nasinih dokumentih leta 2010. Digitalni dvojček je bil opisan kot "integrirana večfizična, večskalna verjetnostna simulacija vozila ali sistema, ki uporablja najboljše razpoložljive fizične modele, posodobitve senzorjev, zgodovino voznega parka itd., da bi zrcalili življenje svojega letečega dvojčka."
Ta tehnologija je kasneje navdihnila ameriške letalske sile, ki so jih uporabile digitalni dvojčki ogrodja njihovih letal za napovedovanje utrujenosti in poškodb. To tehnologijo so poimenovali Airframe Digital Twin, njen namen pa je bil služiti kot navidezni zdravstveni senzor skozi celoten življenjski cikel posameznega letala.
Digitalni dvojček v primerjavi z modeli
Eden od ključnih vidikov digitalnega dvojčka je, da mora imeti dvojček ustrezen predmet v resničnem svetu. Digitalni dvojček je več kot le načrt ali shema.
Sodobna definicija digitalnega dvojčka meni, da je najbolje, da se digitalni model in fizični objekt zamislita hkrati. Ti dvojčki s časom "rastejo" skupaj.
Pristop digitalnega dvojčka k proizvodnji bi vključeval digitalnega dvojčka tudi mimo faze prototipa. Podatke, pridobljene iz prototipa, bi lahko uporabili za izboljšanje digitalnega dvojčka. Izboljšan model lahko nato napove zmogljivost prihodnjih prototipov.
Značilnosti digitalnih dvojčkov
- Povezovanje
Digitalni dvojček zahteva povezljivost. Odnos med digitalnim dvojčkom in njegovim resničnim dvojnikom zahteva zanesljiv pretok podatkov. Tehnologija digitalnih dvojčkov lahko uporablja internet stvari (IoT) in strojno učenje (ML) za analizo podatkov, ki nenehno prihajajo iz senzorjev iz več virov. - Homogenizacija
Zaradi povečanja razpoložljive računalniške moči lahko zdaj dosežemo skoraj homogenizacijo podatkov, ki prihajajo iz različnih virov. In ker so vsi potrebni podatki zajeti v eni sami entiteti, jih je veliko lažje deliti. - Možnost reprogramiranja
Tehnologija digitalnega dvojčka nam omogoča reprogramiranje storitev in izdelkov na podlagi povratnih informacij v realnem času. Z uporabo ML lahko imamo digitalne dvojčke, ki postanejo celo bolj inteligentni pri odločanju, ko se zbira več podatkov. - Modularnost
Veliki, kompleksni sistemi, zajeti s tehnologijo digitalnega dvojčka, imajo koristi od modularnosti zasnove. DT lahko proizvajalcem omogočijo, da ugotovijo, katere posamezne komponente v napravi slabo delujejo.
Digitalne aplikacije dvojčkov
Digitalne dvojčke je mogoče uporabiti v skoraj vseh panogah. Tako močan model bi lahko izboljšal zasnovo, proizvodnjo in faze delovanja določenega izdelka ali storitve. V nadaljevanju je nekaj primerov, kako je mogoče tehnologije digitalnih dvojčkov uporabiti v določenih sektorjih.
1. Letalstvo
Z uporabo digitalnih dvojčkov imajo lahko podjetja zdaj digitalni odtis celotnega življenjskega sloga izdelka, od oblikovanja do delovanja.
Na primer, letalsko podjetje Boeing uporablja digitalne dvojčke za oblikovanje svojih letal. Lahko izvajajo simulacije vseh delov letala, da predvidijo, kako in kdaj bi lahko odpovedali v prihodnosti.
Ta vrsta inženiring, ki temelji na modelih pospešuje raziskave in razvoj ter omogoča integriran sistem. Faze načrtovanja, proizvodnje in delovanja zdaj potekajo vzporedno in si izmenjujejo podatke.
2. Dobavne verige
Digitalne dvojčke je mogoče uporabiti v resnici dobavne verige ustvariti podroben model obnašanja dobavne verige. Digitalni dvojčki omogočajo sprotne prilagoditve in zelo podroben vpogled v celotno dobavno verigo.
Digitalni dvojčki v dobavni verigi uporabljajo vire informacij v realnem času. Podatki, kot so prihajajoče pošiljke, lokacije vozil in inventar, lahko pomagajo oceniti trenutno stanje dobavne verige. Te digitalne dvojčke je mogoče programirati, da izvedejo določeno dejanje, ko pride do določenih dogodkov, na primer, ko izdelka ni na zalogi.
V luči pandemije COVID-19 lahko digitalni modeli dobavne verige pomagajo ublažiti tveganja. Digitalni dvojčki omogočajo natančno sledenje in dostavo pomembnih sredstev, kot so cepiva, laboratorijski vzorci in druga medicinska oprema.
Sredstva, kot so cepiva, med prevozom zahtevajo določene temperature, ki jih je mogoče spremljati z uporabo digitalnih dvojčkov.
3. Zdravstvo
Z uporabo tehnologije digitalnih dvojčkov lahko zdravniki kmalu ustvarijo virtualne organe, ki jih je mogoče prilagoditi določenemu pacientu. Znanstveniki s klinike za kardiologijo pri Univerzitetni bolnišnici Heidelberg v Nemčiji so že začeli simulirati digitalnega dvojčka srce. Virtualno srce se lahko uporablja za napovedovanje napredovanja bolnikove srčne bolezni in odzivov na zdravljenje z zdravili.
Z uporabo teh digitalnih dvojčkov lahko zdravniki vidijo stopnjo uspešnosti srčne kirurgije, preden se sprejmejo kakršne koli odločitve. Kompleksnejši modeli tveganja, kot so digitalni dvojčki, lahko najdejo rešitve, ki ustrezajo določenemu bolniku in ne le rešitev za določeno rizično skupino.
4. Digitalna dvojna mesta
Z naraščajočim povpraševanjem po pametnih mestih se bo v mestih kmalu zbrala ogromna količina podatkov. Cilj pametnih mest je spremljati vse vrste mestnih dejavnosti, od prometnih podatkov, sledenja stikov in okoljskih kazalnikov.
Zaradi tega nam bo razpoložljivost teh podatkov omogočila, da iz celih mest kmalu ustvarimo digitalne dvojčke.
Glede na Arup, "obljuba digitalnega dvojčka mesta je pomagati zagotoviti simulacijsko okolje, preizkusiti možnosti politike, izpostaviti odvisnosti in omogočiti sodelovanje na področjih politike, hkrati pa izboljšati sodelovanje z državljani in skupnostmi."
Vse te podatke lahko uporabimo za načrtovanje scenarijev in preprečevanje prihodnjih katastrof.
Uspešno digitalno pobrateno mesto bo pomagalo pri informiranju odločitve o oblikovanju politike tudi Podatki o vremenu, vzorcih prevoza in podatki popisa lahko omogočijo več pobud lokalnih vladnih uradnikov, ki temeljijo na podatkih.
Če mesta lahko zagotovijo uporabne portale za svoje državljane, potem lahko digitalni dvojček mesta zajame tudi potrebe in zahteve njegovega resničnega partnerja.
zaključek
Tehnologija digitalnega dvojčka omogoča različnim industrijam sprejemanje boljših odločitev.
Ko so vložki visoki, na primer v zdravstvu ali letalski industriji, so podjetja pripravljena vlagati v digitalne dvojčke, da zagotovijo ublažitev kakršnega koli tveganja.
Kompleksnim sektorjem, kot je upravljanje dobavne verige, bo koristilo, če bodo lahko videli skoraj vsako raven podrobnosti v sistemu.
Poleg tega lahko ti sektorji nato uporabijo AI in strojno učenje za izboljšanje sistema, saj se več podatkov zbira iz resničnega sveta.
Če se vam je ta članek zdel pronicljiv, ga delite in se naročite na HashDork's tedensko glasilo za več člankov o najnovejših novicah o AI in tehnologiji prihodnosti.
Pustite Odgovori