Цифровой двойник
Цифровой двойник (англ. Digital Twin) — цифровая копия физического объекта или процесса, помогающая оптимизировать эффективность бизнеса. Концепция «цифрового двойника» является частью четвёртой промышленной революции и призвана помочь предприятиям быстрее обнаруживать физические проблемы, точнее предсказывать их результаты и производить более качественные продукты[1][2].
История возникновения[править | править код]
Появление концепции цифровых двойников было связано с ростом цифровизации производственных процессов, в ходе которой физические или аналоговые ресурсы заменялись информационными или цифровыми. Организации следовали за последними тенденциями и пытались определить, как цифровые решения могут помочь им извлечь как операционную, так и стратегическую выгоду[2].
Вплоть до второй половины 2010-х создание компьютеризированных систем, отражающих характеристики физических объектов почти в режиме реального времени, было невозможным ввиду технических ограничений. И лишь существенный прорыв в развитии цифровых технологий, позволивший увеличить вычислительные мощности и снизить цену их использования, позволил ведущим компаниям объединять информационные технологии с операционными процессами для создания цифровых двойников предприятий[2].
Определение[править | править код]
В индустриальных и научных источниках определения «цифрового двойника» отличаются. Согласно некоторым из них, цифровой двойник является интегрированной моделью уже построенного продукта, которая призвана содержать информацию обо всех дефектах изделия и регулярно обновляться в процессе физического использования[3]. Другим распространённым определением является цифровая модель, полученная на основании информации с датчиков, установленных на физическом объекте, которая позволяет симулировать поведение объекта в реальном мире[4][5]. Ни одно из этих определений, впрочем, не придаёт достаточного внимания процессам, как важному аспекту цифрового двойника.
Фундаментально цифровой двойник может быть определён как постоянно меняющийся цифровой профиль, содержащий исторические и наиболее актуальные данные о физическом объекте или процессе, что позволяет оптимизировать эффективность бизнеса. Он основан на огромном объёме накопленных данных, полученных в ходе измерений целого ряда показателей объекта в реальном мире. Анализ накопленных данных позволяет получать точную информацию о производительности системы, а также приводить к выводам о необходимости во внесении изменений как в производимый продукт, так и в сам процесс производства[2].
Примеры объектов моделирования[править | править код]
Чаще всего цифровые двойники создаются с целью моделирования объектов, напрямую связанных с промышленным производством, либо являющихся важным элементом технических систем[6] .
Примеры:
- для моделирования бака с вентилем и насосом в качестве источника данных используются сенсоры наполнения, а также сенсоры на приводах, позволяющие моделировать процессы с помощью SysML, AML, SCADA и ANFIS;
- состояние производственного цеха можно смоделировать, собрав данные об основных и оборотных средствах и производственных процессах, и проанализировав их с помощью систем автоматизированного проектирования;
- экспериментальные данные, которые получаются в ходе деформации детали, позволяют смоделировать её состояние с помощью приложений для реалистичного моделирования Simulia;
- моделирование процессов происходящих на предприятии для выработки управленческих решений для особых экономических зон РФ[7] или в условиях санкций[8] ;
- моделирование процессов внедрения системы пожарной безопасности на предприятии РФ.[9]
- моделирование всех систем двигательной установки летательного аппарата для прогнозирования её технического состояния[6].
См. также[править | править код]
Примечания[править | править код]
- ↑ Гончаров А. С., Саклаков В. М. Цифровой двойник: обзор существующих решений и перспективы развития технологии. elibrary.ru (2018). — Статья в сборнике трудов Всероссийской научно-практической конференции. Дата обращения: 2019-4-28.
- ↑ 1 2 3 4 Aaron Parrott, Lane Warshaw. Industry 4.0 and the digital twin technology (англ.). Deloitte Insigts (12 мая 2017). — Manufacturing meets its match. Дата обращения: 2019-4-28. Архивировано 28 апреля 2019 года.
- ↑ Jack Reid and Donna Rhodes, Digital system models: An investigation of the non-technical challenges and research needs, Conference on Systems Engineering Research, Systems Engineering Advancement Research Initiative, Massachusetts Institute of Technology, 2016.
- ↑ Michael Grieves, Digital twin: Manufacturing excellence through virtual factory replication Архивная копия от 17 мая 2017 на Wayback Machine, 2014, стр. 1,
- ↑ Авдеев Евгений, Цифровые двойники. Дизайн через отражение Архивная копия от 14 января 2021 на Wayback Machine, 2017, стр. 1,
- ↑ 1 2 Vadym Slyusar. The concept of networked distributed engine control system of future air vehicles. // Proceedings of AVT-357 STO NATO Workshop on Technologies for future distributed engine control systems (DECS). - 11 -13 May, 2021. - 12 p. DOI: 10.14339/STO-MP-AVT-357 Архивная копия от 28 ноября 2021 на Wayback Machine
- ↑ С. Н. Масаев. УПРАВЛЕНИЕ ОСОБЫМИ ЭКОНОМИЧЕСКИМИ ЗОНАМИ СУБЪЕКТА РФ // Институт проблем управления РАН. — 2019. — Июнь.
- ↑ S Masaev. Destruction of the Resident Enterprise in the Special Economic Zone with Sanctions // IEEE. — 2019. Архивировано 26 июня 2020 года.
- ↑ S N Masaev, A N Minkin and D A Edimichev. An algorithm for determining the state of a non-stationary dynamic system for assessing fire safety control in an enterprise by the method of integrated indicators // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : International Scientific Conference CAMSTech-2020: Advances in Material Science and Technology. — 2020. — 2 июля (т. 919). — С. 042014. Архивировано 24 июня 2021 года.