Типология и классификация цифровых двойников. Типология и классификация цифровых двойников в простейшем случае цифровой двойник (Digital twin)
 Скачать 30.97 Kb.
|
|
Типология и классификация цифровых двойников В простейшем случае цифровой двойник (Digital twin) — это виртуальная копия физического продукта, процесса или системы. Он действует как мост между физическим и виртуальным мирами, используя датчики для сбора данных в реальном времени о физическом объекте. На основании этих данных выполняется создание цифровых двойников, что позволяет его понимать, анализировать, манипулировать или оптимизировать. Классификация цифровых двойников Несмотря на то, что технология цифровых двойников существует уже несколько десятилетий, только после быстрого роста интернета вещей они стали рассматриваться как инструмент будущего. Они привлекают внимание, потому что объединяют такие вещи, как искусственный интеллект (AI) и машинное обучение (ML). Это позволяет тестировать новые идеи, выявлять проблемы, прежде чем они произойдут, получать новые ответы на новые вопросы, а также контролировать объекты удаленно. На сегодняшний день имеется три вида цифровых двойников: – прототипы (Digital Twin Prototype, DTP), – экземпляры (Digital Twin Instance, DTI), – агрегированные двойники (Digital Twin Aggregate, DTA). Прототипы (Digital Twin Prototype, DTP) – Цифровой двойник прототип (DTP) — это прототип физического объекта. Он содержит данные, необходимые для описания и создания изделия. Прототипы, в зависимости от ситуации, могут содержать информацию, касающуюся физических атрибутов, свойств, рабочих параметров, ведомости материалов, номеров деталей, а также многого другого. Виртуальный прототип не относится к конкретному экземпляру объекта. Это скорее рецепт для создания объекта. Digital Twin Instance (DTI, экземпляры) - Экземпляры - представляют собой данные по описанию того или иного физического объекта. В большинстве случаев они содержат: – аннотированную трехмерную модель, включающую общие размеры и допуски, – данные о материалах с учетом используемых в прошлом и настоящем времени и компонентах, – информацию о выполняемых процессах во всех временных отрезках, включая выполненных при создании объекта, – итоги всех тестовых операций, – записи о проведенных ремонтах (плановых, внеплановых, предупредительных), ТО, замененных деталях и компонентах, – операционные данные, полученные от датчиков, – параметры мониторинга (ранние, текущие и ожидаемые). Виртуальный экземпляр начинается с базовой информации, заложенной в его прототипе, в течение жизненного цикла он обогащается эксплуатационными данными. Агрегированные двойники (Digital Twin Aggregate, DTA) – Digital Twin Aggregate (DTA) — это совокупность многих виртуальных экземпляров. Они могут располагаться на одном объекте (например, 100 двигателей на одном заводе) или распределяться между объектами (например, 100 двигателей на 25 заводах). Агрегированные двойники создаются, чтобы исследовать групповое поведение объектов. Ведь групповое поведение не является суммой индивидуального поведения каждого изделия. Сферы применения цифровых двойников – Цифровой двойник города - Город — это не только физическое пространство, но и социальная единица. Он является продуктом непрерывного взаимодействия между физическим и социальным миром. С появлением цифрового мира, город эволюционирует от взаимодействия этих миров до создания цифрового города. Функции Google Maps для просмотра улиц и 3D-зданий можно рассматривать как отправную точку в создании цифрового двойника города. Но спрос растет не только на трехмерное изображение городов. Виртуальный аналог — это умная трехмерная модель города, которая точно представляет улицы, здания, общественные места, а также другие объекты физического города. Многие цифровые элементы обновляются в режиме реального времени, например, движение людей или транспортных средств. Электронный дубликат также может в режиме реального времени отслеживать потребление электроэнергии и расход воды. Кроме этого, он может выполнять работы по техническому обслуживанию или отслеживать расположение аварийных служб для лучшего реагирования на чрезвычайные ситуации. Цифровой двойник предприятия В электронном дубликате предприятия интегрированы процессы по вертикали во всей организации, от разработки продуктов и закупок до производства, логистики и обслуживания. Все данные о процессах, их эффективности и управлении качеством, а также о планировании операций доступны в режиме реального времени. Горизонтальная интеграция выходит за пределы внутренних операций от поставщиков до клиентов и всей цепочки создания стоимости. Двойник предприятия включает в себя технологии от устройств отслеживания и трассировки до планирования. Но речь идет не только о технологиях: изменение бизнес-процессов и корпоративной культуры так же требуется для успеха этих инициатив. Проекты цифровой трансформации часто позволяют крупным и устоявшимся организациям конкурировать с более проворными конкурентами, работающими только в области информационных технологий. Цифровой двойник изделия – Цифровой двойник изделия — это очень сложная виртуальная модель, которая является точным аналогом (или близнецом) физической вещи. Изделием может быть автомобиль, туннель, мост или даже реактивный двигатель. Датчики на физическом объекте собирают данные, которые могут быть сопоставлены с виртуальной моделью. Виртуальный аналог является жизненно важным инструментом, помогающим инженерам понять не только то, как работают изделия, но и как они будут работать в будущем. Анализ данных с подключенных датчиков в сочетании с другими источниками информации позволяет делать такие прогнозы. Виртуальные модели дают производителям представление о том, как работают их продукты. Электронный дубликат нужен, чтобы выявить потенциальные неисправности, устранить неисправности издалека и, в конечном итоге, повысить степень удовлетворенности клиентов. Будущее концепции цифрового двойника – Поскольку Интернет вещей (IoT) входит в наши дома, единый командный пункт становится логическим продолжением нашей потребности в контроле и управлении нашим образом жизни. Системы безопасности, кабельное телевидение, Wi-Fi, солнечная энергия, вода, разбрызгиватели, а также отопление, как правило, являются несвязанными компонентами современного дома. В течение ближайшего десятилетия большинство домовладельцев смогут объединить эти вещи и управлять, используя единый командный центр. Города скоро будут иметь свой собственный парк беспилотников с возможностями сканирования для создания виртуальных моделей своих сообществ. С улучшением сканеров и датчиков начнут появляться все более функциональные цифровые двойники улиц и кварталов. Поначалу тысячи дронов могут показаться раздражающими, но появление новых предприятий, рабочих мест, информации, анализа данных и доходов быстро превратит скептиков в сторонников отрасли. Для городов цифровые двойники будут включать в себя каждую линию электропередачи, подстанции, канализации, водопроводы, системы аварийных служб. Кроме этого, они будут включать в себя сети Wi-Fi, автомагистрали, системы безопасности, сети управления движением и многое другое. |