Kas Ir Programmatūra Digital Twin?

2023 Autors: Susan Creighton | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-08-25 03:48

Tēmas, piemēram, mākslīgais intelekts (AI), lietu internets (IoT) un mašīnmācīšanās, gūst daudz pozitīvas izjūtas, taču digitālā dvīņu tehnoloģija varētu būt īstā spēles mainītāja. Digitālā dvīņu programmatūra izmanto visu pieminēto moderno tehnoloģiju aspektus (AI, IoT, ML) unikālā veidā, kas maina veidu, kā uzņēmumi optimizē ražošanu un ieguldījumus, un lielie zēni jau ir ieguldīti lielos apjomos.

Digitālais dvīnis ir ļoti uzlabota simulācija, ko izmanto datorizētā inženierijā (CAE). Tas ir digitāls dublikāts, kas apzīmē fizisku objektu vai procesu, bet tas nav paredzēts fiziska objekta aizstāšanai; tas ir tikai informēt par tā optimizāciju. Citi termini, kas tiek izmantoti, lai atsauktos uz digitālo dvīņu tehnoloģiju, ietver virtuālo prototipu veidošanu, hibrīda dvīņu tehnoloģiju un digitālo aktīvu pārvaldību, taču digitālais dvīnīši ātri tiek uzvarēti kā vispopulārākais nosaukums.

Gan NASA, gan Amerikas Savienoto Valstu gaisa spēki plāno izmantot digitālo dvīņu tehnoloģiju, lai izveidotu nākamās paaudzes vieglos transportlīdzekļus, kuri ir izturīgi un spēj pārvadāt vairāk nekā pašreizējie kolēģi. Goldmans Sahss nesen apskatīja digitālo dvīņu tehnoloģiju savā sērijā “The Outsiders”, kuras mērķis ir identificēt “jaunās ekosistēmas mūsdienu investējamā Visuma malā”. IBM jau dodas uz digitālo dvīņu vilcienu, apvienojot AR ar digitālo dvīņu optimizāciju un vizualizāciju. Un SAP nesen uzsāka SAP Predictive Engineering Insights - programmatūras produktu, kas ļauj organizācijām izmantot digitālo dvīņu tehnoloģiju digitālo aktīvu pārvaldībai.

Neatkarīgi pētījumu uzņēmumi ir pārliecinoši pārliecināti arī par digitālajiem dvīņiem. Gartners prognozē, ka līdz 2021. gadam "50 procenti lielo rūpniecības uzņēmumu izmantos digitālos dvīņus, kā rezultātā šīm organizācijām būs uzlabojumi par 10 procentiem." Tātad, kaut arī digitālo dvīņu tehnoloģija nepievērš tādu pašu plašsaziņas līdzekļu uzmanību kā 3D printeri vai balss palīgi, nav šaubu, ka tā būs spēļu mainītāja un kļūs par neatņemamu sastāvdaļu visu nākotnes biznesu (ne tikai ražošana) tiks optimizēti procesi, produkti un komunikācija.

Kas ir digitālais dvīnis?

Daži nozares eksperti apgalvo, ka patiesam digitālajam dvīnim jābūt fiziskam ekvivalentam reālajā pasaulē. Patiešām, lielākajā daļā (acīmredzami īso) digitālo dvīņu tehnoloģiju vēstures tas tā ir bijis. Šādus dvīņus (kuriem ir fiziski ekvivalenti) dažreiz sauc par pakaļu, kas ir salīdzinoši lētāks, un kas paredz, ka digitālo simulāciju paredz, bez fiziskā līdzinieka. Šis sekundārais digitālo dvīņu tips dažreiz tiek saukts par modeļa vadītu digitālo dvīnīti, bet tas var iet arī ar parasto digitālo dvīņu monstru.

Iemesls, kāpēc otrais digitālo dvīņu tips ir lētāks, ir divējāds: pirmkārt, nav IoT sensoru vai iestatīšanas, jo visa pārbaude un izsekošana notiek digitāli. Otrkārt, uzņēmumi var izmēģināt dažādus procesus un aplūkot rezultātus pirms ieguldīšanas faktiskajā infrastruktūrā, tehnoloģijā vai resursos.

Kā izskatās digitālo dvīņu lietošanas gadījums?

Iedomājieties rūpnīcu, kas ražo automašīnu riepas. Šajā rūpnīcā ir vairāki ļoti dārgu mašīnu gabali, no kuriem katrs ir atbildīgs par atšķirīgu riepu izgatavošanas uzdevumu. Tagad iedomājieties, ka jums pieder šī rūpnīca, un vēlaties izdomāt, kā optimizēt ražošanas procesu.

Digitālā dvīņa izveidošana ļauj to izdarīt, neizjaucot ikdienas operācijas un ar daudz zemākām virs galvas nekā iepriekšējās testēšanas un optimizācijas metodes. Tā vietā, lai izmantotu izmēģinājumu un kļūdas, var nolīgt ārēju konsultantu, lai īstenotu vispārējo labāko praksi, izmantojot tradicionālo statistisko analīzi vai ieguldot jaunās metodēs, pieņemot, ka citētie rezultāti ir precīzi, var izmantot digitālo dvīņu tehnoloģiju.

Izmantojot digitālo dvīņu programmatūru, jūs varētu izveidot savas rūpnīcas digitālo versiju, iekļaujot katru mašīnu un identiski darbojoties ar IRL versiju. Jūs varētu palaist virtuālos testus, lai redzētu, kā ražošanu ietekmētu mašīnu pārvietošana, mašīnu vai tās daļas atjaunināšana, pusi mašīnu atjaunināšana, vairāku vecāku mašīnu aizstāšana ar vienu jaunāku mašīnu, vairāk darbinieku pieņemšana darbā, puse darbinieku atlaišana utt. Jūs varētu arī veikt izmaksu un ieguvumu analīzi, lai noteiktu, vai ir vērts ieguldīt jaunākajā Tire Master 5000 (nav īsts produkts, bet jūs iegūstat attēlu). Digitālie dvīņi ļauj jums pārbaudīt un optimizēt virtuālajā pasaulē, kurā ir iebūvēts AI un ML.

Vienlaikus, optimizācijas nolūkā palaižot testa scenārijus, digitālā dvīņu tehnoloģija (caur IoT, AI un ML) reģistrē, kā lietas rūpnīcā darbojas reālajā laikā. Īsāk sakot, digitālie dvīņi savieno digitālo pasauli un fizisko pasauli. Protams, tāpat kā jebkuram citam, kas izmanto AI un ML, jo vairāk datu var iegūt, jo labākas ir tā paredzēšanas spējas.

Tā kā digitālā dvīņu sistēma kļūst sarežģītāka un darbojas ilgāk, tā labāk identificē neefektivitāti un piedāvā risinājumus. Hipotētiski, uzlabota digitālā dvīņu sistēma pat varētu paredzēt problēmas, pirms tās rodas.

Ir arī citi digitālo dvīņu tehnoloģiju izmantošanas gadījumi, tostarp veselības un medicīnas jomā, prototipēšanā, apdrošināšanā, ieguldīšanā, riska analīzē, izpētē, transportēšanā, klientu apkalpošanā un citur, taču ražošanas piemērs ir viens no vienkāršākajiem izskaidrojamajiem un vizualizētajiem, un iespējams, ka ražošana būs pirmā nozare, kas masveidā pieņems digitālos dvīņus. Ražošanas piemērs arī skaidri parāda, kā IoT, AI un ML apvienojas, lai veicinātu efektivitāti reālajā pasaulē, testējot un izsekojot digitālajā pasaulē.

Kas notiek ar digitālajiem dvīņiem un kā tas ietekmēs mazos un vidējos uzņēmumus?

Jaunajai biznesa tehnoloģijai ir tendence ievērot to pašu modeli, pieņemot, ka tā ir veiksmīga no funkcionālā viedokļa. Pirmkārt, radīšanas vai izgudrošanas fāze notiek nelielā elites izstrādātāju grupā; šādi izstrādātāji var strādāt patstāvīgi vai elitārā valdības organizācijā vai korporatīvā vidē.

Kad būs pieejams risinājums, augsta līmeņa organizācijas sāk pakāpeniskas investīcijas un ieviešanu. Parasti pirmās grupas, kas pieņem progresīvas tehnoloģijas, stingri atrodas uzņēmumu, pētniecības un lielās valdības sfērā. Ja tehnoloģija ir dzīvotspējīga un ir pieprasījums, tiek radīti liela biznesa produkti, kam seko lētāki, lietotājiem draudzīgi SMB produkti.

Līdz šim digitālie dvīņi vēl nav sasnieguši mazo un vidējo uzņēmumu komplektu, bet uzņēmumu produkti jau ir pieejami, kas nozīmē, ka ir tikai laika jautājums, pirms ir pieejami mazāka mēroga uzņēmumu risinājumi. Papildus galvenajiem dalībniekiem, kuri tika apspriesti ievadā, tādi uzņēmumi kā GE un Predix jau piedāvā digitālo dvīņu programmatūru, un Siemens un Microsoft ir pauduši viedokli par ieguldījumiem digitālo dvīņu risinājumu attīstībā.

Uzņēmīgiem uzņēmumu īpašniekiem, kuri atrodas mērķa jomās, kur notiek agrīna digitālā dvīņu ieviešana, piemēram, prototipu izstrādē un ražošanā, ir gudri, ja pat absolūti svarīgi, uzmanīt šīs jaunās tehnoloģijas mainīgo ainavu.