Digitalni dvojčki: kaj so in kako delujejo?

Digitalni dvojček je digitalna različica procesa ali fizičnega predmeta. Lahko je digitalna kopija reaktivnega motorja, avtomobila, stavbe ali celo mesta. Digitalni dvojčki ponavljajo procese za zbiranje podatkov, da predvidijo, kako bodo resnični sistemi. Preko digitalnih dvojčkov lahko načrtujete in izvajate zapleten nabor dejavnosti v navideznem svetu, preden jih sprožite v resnični svet.

Oglejmo si, kako delujejo digitalni dvojčki.

Kako so zasnovani digitalni dvojčki?

Digitalni dvojček je zasnovan tako, da zbira podatke in ustvarja računske modele za njihovo preizkušanje.

Zbiranje podatkov

Za ustvarjanje navideznega modela digitalni dvojček zahteva podatke o predmetu ali procesu. Ti podatki bi lahko govorili o življenjskem ciklu izdelka. Podatki lahko vključujejo specifikacije zasnove, informacije o izdelku ali proizvodne procese. Lahko bi bil povezan tudi z informacijami, kot so povratne informacije v realnem času, zgodovinske analize in evidence o vzdrževanju.

Modeliranje

Ko so podatki zbrani, se z njimi ustvarijo računski analitični modeli. Ti modeli lahko predpišejo ukrepe, ki temeljijo na inženirskih simulacijah in algoritmih umetne inteligence. Modele je mogoče prikazati s pomočjo 3D predstavitev in tehnik razširjene resničnosti (AR), da vam vizualno prikažejo vse ugotovitve. Vse to vam lahko pomaga do boljšega razumevanja fizičnega predmeta ali procesa.

Kako delujejo digitalni dvojčki?

Digitalni dvojček je lahko tako zapleten ali tako preprost, kot zahtevaš. Količina podatkov, ki jo uporabite, določa, kako model predstavlja fizično različico iz resničnega sveta.

Obstajajo tri različne vrste digitalnih dvojčkov:

Digitalni dvojni prototip (DTP)

DTP je digitalni dvojček, ki se izvaja pred ustvarjanjem fizičnega izdelka. Sestavljen je iz načrtov, analiz in postopkov, potrebnih za ustvarjanje fizične različice izdelka.

Digitalni dvojček (DTI)

DTI je digitalni dvojček, zasnovan za izdelek, ki je že izdelan. Ves čas njegovega življenjskega cikla ostane povezan s fizičnim objektom za izvajanje preskusov različnih primerov uporabe.

Digitalni dvojni agregat (DTA)

DTA je združevanje številnih DTI. Pomaga pri zbiranju informacij, ki pomagajo določiti zmogljivosti fizičnega izdelka pod različnimi pogoji.

Digital Twins in IoT

Koncept digitalnih dvojčkov ni nov, vendar širjenje interneta stvari (IoT) je postalo bolj priljubljeno. IoT opisuje mrežo digitalnih naprav, ki so povezane in si izmenjujejo podatke po internetu.

Z naprednimi zmožnosti podatkovne analitike, digitalni dvojčki lahko optimizirajo uvajanje IoT za največjo učinkovitost. Sposobnost upravljanja velikih podatkov in pojav motečih tehnologij bo še naprej spodbujal posvojitev digitalnih dvojčkov.

Zakaj so digitalni dvojčki pomembni?

Podjetja so pod vse večjim pritiskom, da premagajo izzive v današnjem spreminjajočem se tržnem okolju. Z uvedbo digitalnih dvojčkov lahko pridobite dragocene vpoglede z raziskovanjem razmerja med medsebojno povezanimi nabori podatkov fizičnega in digitalnega sistema.

Poleg tega vam lahko digitalni dvojčki nudijo še številne ugodnosti, kot so:

• Optimizacija proizvodnih procesov ob hkratnem zmanjšanju nevarnosti nesreč in nenačrtovanih zastojev.
• Povečanje učinkovitosti za zmanjšanje težav s kakovostjo izdelkov.
• Uporaba napovednega vzdrževanja za vzdrževanje opreme in naprav.
• Preskušanje in potrjevanje predpostavk.
• Odpravljanje težav z opremo na daljavo.
• Izboljšanje produktivnosti in ustvarjanje učinkovitejših dobavnih verig.
• Usposabljanje zaposlenih za ravnanje z opremo, ki ni fizično blizu.
• Izboljšanje kupčeve izkušnje in pomoč pri boljšem vpogledu v delovanje izdelka.
• Odprava potrebe po več prototipih in zmanjšanje celotnega časa razvoja.

Digitalne dvojne aplikacije

Digitalni dvojčki se uporabljajo v različnih panogah za široko paleto aplikacij.

Gradnja

Z uporabo podatkov v realnem času digitalni dvojčki prinašajo dinamične modele, ki prikazujejo resnične zmogljivosti pametnih mest. To pomaga zagotoviti učinkovito rabo virov, prihranek stroškov in učinkovit način uvajanja trajnostne prakse do gradbeništva.

Digitalni dvojčki lahko nadalje ponudijo rešitve za številne zapletene izzive, s katerimi se soočajo sodobna mesta. Digitalne dvojčke mest lahko na primer uporabimo za simulacijo načrtovanja nesreč in odzivanja na izredne razmere med krizami.

Predelovalne dejavnosti

V proizvodnji digitalni dvojčki pomagajo izboljšati delovanje in zmanjšati stroške vzdrževanja. Proizvajalci najprej začnejo z ustvarjanjem virtualne predstavitve sredstva in nato zajemajo njegove podatke, da določijo njegovo uspešnost. Zaradi tega je proizvodnja bolj produktivna in racionalizirana.

Avtomobilizem

Digitalni dvojčki lahko ustvarijo virtualne kopije avtomobilov, ki pomagajo pri analizi in izboljšanju zmogljivosti vozil. Ti digitalni prikazi vozil zbirajo vedenjske in operativne podatke svojih fizičnih kolegov. Takšni digitalni dvojčki pomagajo pri uvajanju in testiranju novih modelov izdelkov, kot so električna in hibridna vozila.

Maloprodaja

V maloprodajnem sektorju imajo digitalni dvojčki ključno vlogo pri povečanju izkušenj strank z ustvarjanjem virtualnih dvojčkov za stranke. Ti digitalni dvojčki pomagajo ustvariti prilagojene izkušnje za potrošnike. Nadalje lahko pomagajo pri boljšem načrtovanju v trgovinah.

Letalski in vesoljski sektor

Digitalni dvojčki se uporabljajo v vesoljskem in obrambnem sektorju za izboljšanje zmogljivosti in izboljšanje zasnove izdelkov. Državna uprava za aeronavtiko in vesolje (NASA) uporablja digitalne dvojčke za vzdrževanje, upravljanje in popravilo sistemov letal v vesolju. Ameriška vojska uporablja digitalne dvojčke za potrditev celovitosti polprevodnikov in čipov, ki se uporabljajo v njegovem strelivu.

Skrb za zdravje

Zdravniki lahko varno izvajajo medicinske postopke v simuliranem okolju z uporabo dvojčkov organa ali pacienta. Zdravstveni delavci lahko digitalne dvojčke uporabljajo tudi za izvajanje virtualnih kliničnih preskušanj, preden uvedejo nova cepiva ali zdravila.

Digitalni dvojčki so lahko tudi močno orodje za napovedno medicino. To lahko pomaga oceniti bolnikovo tveganje na podlagi podatkov o bolnikih s podobnimi profili.

Digitalni dvojčki prihodnosti

Digitalni dvojčki organizacijam že pomagajo doseči večje višine. Pomagajo pri zagotavljanju prilagojenih rešitev, ki ustrezajo spreminjajočim se željam sodobnih kupcev. Čeprav prinašajo številne prednosti, je mogoče digitalne dvojčke še izboljšati.

Na primer, zmogljivosti digitalnega modela dvojčkov je mogoče izboljšati z uporabo kognitivnega računalništva. To lahko izboljša preskušanje digitalnega dvojčka, da se določijo preskusi izdelkov, ki jih je treba izvajati pogosteje. Tehnologije, kot so obdelava naravnih jezikov (NLP), akustična analitika in strojno učenje, bodo prav tako igrale ključno vlogo pri izboljšanju prihodnosti digitalnih dvojčkov.

Povezovanje digitalnega in fizičnega sveta z digitalnimi dvojčki

Digitalni dvojčki kažejo pomembno preobrazbo v različnih panogah. Ko jih uporabite za preizkušanje izdelka ali postopka, vam lahko prihranijo čas in denar.

Digitalni dvojčki bodo še naprej dajali vpoglede, ki bodo organizacijam pomagali odkleniti svoje skrite vrednote. V prihodnosti bo več podjetij spoznalo zmogljivosti digitalnih dvojčkov in jih želelo uporabiti za pridobitev konkurenčne prednosti.

Kako bo četrta industrijska revolucija spremenila vaš svet?

Industrija 4.0 se povečuje. Kaj to pomeni za vaše delo?

Preberite Naprej

O avtorju