Протягом майже всієї історії у винахідників був лише один спосіб перевірити життєздатність своєї теорії чи продукту: експеримент. Виробник керамічного посуду мав зробити та розбити сотню тарілок, щоб перевірити свою кераміку на міцність. Сучасна промисловість позбавлена таких привабливих можливостей: виробники автомобілів, верстатів та авіадвигунів не можуть "бити тарілки" у необмежених кількостях.
З приходом цифрової доби у виробників з'явився ще один метод перевірки ідей та продуктів – комп'ютерне моделювання. Якщо кілька десятиліть тому воно було обмежене відносно простими симуляціями і потребувало “ручного” налаштування, то сьогодні практично нічим не стримується. Виникла така концепція як "цифрові двійники" (digital twins). Це віртуальні конструкти, які можуть симулювати складні фізичні об'єкти.
Що таке "цифровий двійник"
Вважається, що вперше "цифрові двійники" були згадані в американській космічній та оборонній промисловості приблизно 20 років тому, при обговоренні подальшого розвитку комп'ютерного моделювання.
Сьогодні "цифрові двійники" стали однією з ключових технологій диджиталізації у багатьох сферах. За оцінками логістичного гіганта DHL, найближчими роками ринок цифрових двійників зростатиме вибуховими темпами (майже на 40% щорічно), і до 2025 року досягне позначки 26 млрд доларів.
Навіщо потрібні "цифрові двійники"
Розробка рішення в галузі Digital Twins може коштувати десятки тисяч доларів. При оцінці вартості варто враховувати ризики, які можна спрогнозувати та усунути за допомогою цих технологій. Якщо потенційні збитки від ризиків сильно перевищують вартість розробки, інвестувати в неї доцільно. Крім того, грамотне застосування Digital Twins швидко окупається.
Розробка цифрових двійників виробництва вимагатиме не лише програмістів, тестерів та дизайнерів, але також фахівців у галузі Data Science та кібербезпеки. Дуже небагато компаній сьогодні готові самостійно вирішити завдання такої розробки, не залучаючи досвідчених партнерів чи аутсорсерів.
Якщо ви розглядаєте можливість застосування таких технологій – не робіть поспішних рішень – проконсультуйтеся з нашими експертами.
.jpg)
Як працює цифровий двійник
Мається на увазі, що цифровий двійник, або digital twin - це набір параметрів, які вичерпно описують фізичний об'єкт або процес. Часто це виглядає дуже наочно, тому що для зручності цифровий двійник візуалізується на екрані. Виходить повноцінна цифрова копія реального предмета для роботи у спеціальному софті. Свого “двійника” може отримати окремий виріб, цілий технологічний процес, підприємство і навіть ціла галузь промисловості.
Ще недавно цифрове моделювання було статичним. Для точної симуляції процесів дані доводилося знімати та коригувати вручну. Сьогодні все змінилося: засоби IoT, відкриті API, штучний інтелект та засоби Big Data роблять "цифрових двійників" максимально чуйними - модель може автоматично оновлюватися на основі даних, що постійно надходять. Це робить моделювання набагато простішим та точнішим.
Для ефективної побудови "цифрового двійника" використовують ряд інструментів:
-
графічне тривимірне моделювання та інші інструменти візуалізації
-
засоби IoT;
-
інтегровані математичні моделі (наприклад, CAE системи для інженерних розрахунків);
-
засоби PLM (Product Lifecycle Management) – технології управління життєвим циклом виробів у промисловості.
Все це дозволяє створити точний віртуальний образ об'єкта, який можна використовувати практично у будь-якій сфері – від промисловості до медицини.
Які переваги може надати цифровий двійник?
Технологія стала дуже затребуваною, адже цифрові двійники дозволяють вирішувати низку найскладніших завдань:
-
спрощують промислове проектування;
-
допомагають порівнювати між собою різноманітні проекти;
-
дозволяють доповнити технічні відомості для правильної експлуатації об'єкта;
-
дають можливість виявляти відхилення та прогнозувати збої у роботі продуктів;
-
допомагають скоротити витрати у логістиці та виробництві, підвищити ефективність персоналу.
Технологія допомагає створювати безпечне медичне обладнання та надійні машини. “Цифровий двійник підприємства” може змоделювати цільне управління виробництвом та спланувати його у найдрібніших подробицях.
.jpg)
Цифровий двійник організації
Складні цифрові моделі допомагають у технічно складному виробництві – для контролю виготовлення та прогнозного обслуговування виробів. Тому найбільш широко технології Digital Twins сьогодні застосовують у промисловості.
Оскільки концепція цифрового двійника виробництва народилася в аерокосмічній галузі, найбільш широке застосування спочатку знайшла гігантів індустрії. Boeing, Airbus, SpaceX - всі вони використовують "двійників" для оптимізації виробництва та прийняття рішень. Але й в інших галузях такі технології вкрай потрібні, активно використовуються в автомобілебудуванні, електроніці, фармацевтиці.
Області застосування Digital Twins
- "Цифрові двійники" у логістиці
Сьогодні "цифрові двійники" успішно застосовуються в організації ланцюжків постачання. Цьому сприяє масове поширення в логістиці інструментів IoT. Сьогодні практично кожен товар на складі може бути оцифрований, за допомогою "двійників" можна ефективно організувати склад, процеси відвантаження та розвантаження товару.
Візуалізація дозволяє операторам логістичних систем наочно стежити за розміщенням палет на складі або відстежувати рух транспорту. Власний "двійник" з часом з'явиться у кожної вантажівки.
Варто зазначити, що технології Digital Twins – це ще й допомога з підбором оптимальних видів упаковки та опрацювання стратегії використання контейнерів.
- Цифрові двійники в рітейлі
У сфері рітейлу технології Digital Twins можуть не лише покращити логістику, а й безпосередньо вплинути на роботу персоналу. Підбір локації для магазину, розробка його інтер'єру, оптимальне формування торгових рядів, викладання товарів, мерчендайзинг – все це можна відпрацювати на цифровій моделі.
Свої цифрові двійники можуть з'явитися й у товарів – відстежувати рух кожної одиниці продукції стане набагато простіше. Це допоможе прогнозувати попит та знизить ризик крадіжки.
- Цифрові двійники у медицині
Одна з найперспективніших сфер застосування Digital Twins: вже сьогодні медицина використовує просунуті віртуальні моделі людських органів у діагностиці та терапії. Можна припустити, що у майбутньому приріст обсягу медичних даних дозволить медикам створювати “медичних двійників” пацієнта - з урахуванням комплексних даних про його організм. Це відкриває фантастичні можливості у терапії, чи навіть дозволить передбачити хворобу ще до прояву перших симптомів.
Як використовувати Digital Twins?
Технологія "цифрових двійників" непроста в освоєнні, і її вихід масовий ринок тільки починається. Але з'являються і доступніші для бізнесу інструменти - такі ж наочні, але позбавлені надскладного функціоналу та математичних моделей.
Таку спрощену модель часто називають "цифровою тінню" - вона забезпечує лише часткове відображення даних фізичного об'єкта. Наприклад - вагу, геолокацію, становище складі. Часто під цифровими двійниками мають на увазі саме такі інструменти – вони відносно прості, забезпечують візуалізацію робочого процесу, зручний моніторинг та аналітику даних.
