Із збільшенням кількості даних, які ми маємо, збільшується і кількість корисної інформації, яку ми можемо використовувати для прийняття важливих рішень у реальному світі. Підсумки, моделі та моделювання точок даних допомагають приймати ці рішення. В епоху великих даних, тОстаннім наступним кроком до цього є концепція цифрових близнюків.
Цифровий близнюк - це віртуальне уявлення якогось фізичного об'єкта або процесу. Це моделювання, яке може передбачити, як конкретний об’єкт або послуга працюватиме в реальному світі.
Різні галузі почали шукати можливість впровадження цифрових двійників власних продуктів і послуг, щоб внести різноманітні покращення.
Давайте подивимося на історію цифрових близнюків і чим вони відрізняються від моделювання, яке найчастіше використовується сьогодні. Ми також розглянемо, як цифрові близнюки можуть революціонізувати різні галузі — від охорони здоров’я до виробництва або навіть цілих міст.
Що таке Digital Twin?
Історія
Термін «цифровий близнюк» вперше з’явився в документах NASA у 2010 році. Цифровий близнюк був описаний як «інтегрована багатофізична, багатомасштабна імовірнісне моделювання транспортного засобу або системи, яка використовує найкращі доступні фізичні моделі, оновлення датчиків, історію автопарку тощо, щоб відобразити життя свого літаючого близнюка».
Пізніше ця технологія надихнула ВПС США, які використовували цифрові близнюки планерів своїх літаків, щоб передбачити втому та пошкодження. Вони назвали цю технологію Airframe Digital Twin, і вона мала на меті служити віртуальним датчиком здоров’я протягом усього життєвого циклу окремого літака.
Цифровий близнюк проти моделей
Одним із ключових аспектів цифрового близнюка є те, що близнюк повинен мати відповідний об’єкт у реальному світі. Цифровий близнюк — це більше, ніж просто план чи схема.
Сучасне визначення цифрового близнюка вважає найкращим, щоб цифрова модель і фізичний об’єкт були задумані одночасно. Ці близнюки «зростають» разом із часом.
Підхід цифрового близнюка до виробництва передбачає використання цифрового близнюка навіть після стадії прототипу. Дані, отримані з прототипу, можуть бути використані для покращення цифрового близнюка. Покращена модель може потім передбачити продуктивність майбутніх прототипів.
Характеристики цифрових близнюків
- зв'язок
Цифровий близнюк вимагає підключення. Відносини між цифровим близнюком і його реальним аналогом вимагають надійного потоку даних. Технологія цифрового близнюка може використовувати Інтернет речей (IoT) і машинне навчання (ML) для аналізу даних, які постійно надходять від датчиків із різних джерел. - Гомогенізація
Завдяки зростанню доступної обчислювальної потужності ми тепер можемо реалізувати майже однорідність даних, що надходять з різних джерел. А оскільки всі необхідні дані фіксуються в одному об’єкті, їх набагато легше поділитися. - Можливість перепрограмування
Технологія цифрового близнюка дозволяє нам перепрограмувати послуги та продукти на основі зворотного зв’язку в режимі реального часу. Використовуючи ML, ми можемо мати цифрових близнюків, які навіть стають більш розумними у прийнятті рішень, оскільки збирається більше даних. - Модульність
Великі складні системи, отримані за допомогою технології цифрових подвійників, отримують перевагу від модульності конструкції. DT можуть дозволити виробникам з’ясувати, які саме компоненти пристрою є недостатніми.
Цифрові програми-близнюки
Цифрові близнюки можна застосувати практично до будь-якої галузі. Така потужна модель могла б покращити етапи проектування, виробництва та експлуатації конкретного продукту чи послуги. Нижче наведено кілька прикладів того, як технології цифрових близнюків можна застосувати до певних секторів.
1. Авіація
Використовуючи цифрові близнюки, компанії тепер можуть мати цифровий відбиток усього способу життя продукту, від дизайну до операцій.
Наприклад, аерокосмічна компанія Boeing використовує цифрових близнюків для розробки своїх літаків. Вони можуть запустити моделювання всіх частин літака, щоб передбачити, як і коли вони можуть вийти з ладу в майбутньому.
Цей тип інженерія на основі моделі прискорює дослідження та розробки та дозволяє створити інтегровану систему. Етапи проектування, виробництва та експлуатації тепер виконуються паралельно та обмінюються даними один з одним.
2. Ланцюги поставок
Цифрові близнюки можуть бути використані фактично ланцюжка поставок створити детальну модель поведінки ланцюга поставок. Цифрові близнюки можливість миттєвого налаштування та дуже детального перегляду всього ланцюжка поставок.
Цифрові близнюки ланцюга поставок використовують інформаційні канали в режимі реального часу. Такі дані, як майбутні відправлення, розташування транспортних засобів та інвентар, можуть допомогти оцінити поточний стан ланцюга поставок. Цих цифрових близнюків можна запрограмувати на виконання певних дій, коли відбуваються певні події, наприклад, коли продукту немає на складі.
У світлі пандемії COVID-19 цифрові моделі ланцюга поставок можуть допомогти зменшити ризики. Цифрові близнюки дозволяють точно відстежувати та доставляти важливі активи, такі як вакцини, лабораторні зразки та інше медичне обладнання.
Такі активи, як вакцини, вимагають певної температури під час транспортування, яку можна контролювати за допомогою цифрових близнюків.
3. Охорона здоров'я
Використовуючи технологію цифрових близнюків, лікарі незабаром зможуть створити віртуальні органи, які можна буде налаштувати під конкретного пацієнта. Вчені з клініки кардіології при Університетській лікарні Гейдельберга в Німеччині вже почали моделювати цифрового близнюка. серце. Віртуальне серце можна використовувати для прогнозування прогресування серцевої хвороби пацієнта та відповіді на медикаментозне лікування.
Використовуючи цих цифрових близнюків, лікарі можуть побачити рівень успішності операції на серці до того, як будуть прийняті будь-які рішення. Більш складні моделі ризику, такі як цифрові близнюки, можуть знайти рішення, які підходять для конкретного пацієнта, а не лише для певної групи ризику.
4. Цифрові міста-побратими
З огляду на зростання попиту на розумні міста, незабаром у містах буде збиратися величезна кількість даних. Розумні міста мають на меті відстежувати всі види міської діяльності, починаючи від даних про трафік, відстеження контактів та екологічних індикаторів.
В результаті доступність цих даних дозволить нам незабаром створювати цифрових близнюків з цілих міст.
За оцінками Аруп«Цифровий близнюк міста обіцяє створити середовище для моделювання, перевірити варіанти політики, виявити залежності та дозволити співпрацю в різних сферах політики, покращуючи взаємодію з громадянами та громадами».
Усі ці дані можна використовувати для планування сценаріїв та запобігання майбутніх катастроф.
Успішне цифрове місто-побратим допоможе інформувати прийняття рішень також. Дані про погоду, схеми транспортування та дані перепису населення можуть дозволити місцевим урядовцям розробити більше ініціатив на основі даних.
Якщо міста можуть надати своїм громадянам корисні портали, то цифровий близнюк міста також може відображати потреби та вимоги його реального аналога.
Висновок
Технологія цифрових подвійників дає змогу різним галузям приймати кращі рішення.
Коли ставки високі, наприклад, у галузі охорони здоров’я чи авіаційної промисловості, компанії готові інвестувати в цифрові близнюки, щоб гарантувати, що будь-який ризик пом’якшується.
Складні сектори, такі як управління ланцюгом поставок, виграють від можливості бачити практично кожен рівень деталей у системі.
Крім того, ці сектори можуть використовувати штучний інтелект і машинне навчання для покращення системи, оскільки більше даних збирається з реального світу.
Якщо ця стаття була для вас корисною, поділіться цією статтею та підпишіться на HashDork щотижневий інформаційний бюлетень для отримання додаткових статей про останні новини AI та майбутніх технологій.
залишити коментар