Виртуальная копия любого материального или нематериального объекта, процесса или явления называется цифровым двойником. Она часто упоминается в контексте четвертой промышленной революции, которая происходит прямо сейчас в нашем мире. Использование цифровых двойников (digital twin) помогает не только вовремя выявлять проблемы, но и прогнозировать изменения, улучшать бизнес-процессы и, в итоге, делать бизнес более эффективным. Давайте разберемся, каким образом это происходит и какую роль играют цифровые двойники в нашей жизни.

Цифровой двойник — это непрерывно обновляемый цифровой профиль объекта или процесса, использующийся для моделирования его поведения и прогнозирования будущих изменений. Идея использования цифровых двойников возникла еще в прошлом веке, но стала доступной только с развитием искусственного интеллекта, машинного обучения и интернета вещей. По своим возможностям цифровой двойник опережает цифровой профиль, который может лишь «помнить» то, что уже происходило.

Цифровая копия объекта (процесса) содержит документы, фото и видео, сведения о транзакциях, данных о геолокации и тому подобное. Он характеризует точное состояние объекта в текущий момент и фиксирует любые изменения. Цифровые двойники позволяют экономить ресурсы, увеличивать эффективность производственных процессов, удаленно управлять объектом, отслеживать процессы использования продуктов, проводить эксперименты над объектом и моделировать поведение групп объектов.

Однако цифровой двойник не обязательно воспроизводит свойства и состояние материальных предметов. Можно создать виртуальный двойник системы или процесса. Связующим звеном между физическим объектом и его цифровой копией служит интернет вещей.

Цифровой профиль человека — это набор информации о физическом лице, включающий личные данные, реквизиты документов, сведения о доходах и кредитную историю. Он обновляется автоматически при изменении данных в базах учреждений и используется банками, страховыми компаниями, финансовыми организациями, продавцами товаров и услуг. Общую часть имеют цифровые двойники и цифровые профили объектов, однако цифровой профиль человека не обладает такими возможностями, как цифровой двойник, и его прогностические возможности ограничены только памятью.

Создание цифровой копии: технология и применение

Для создания цифровой копии объекта или системы нужно учитывать свойства физической сущности, которую необходимо воспроизвести в виртуальном пространстве. Функциональность может быть разной: например, авиационный электродвигатель требует сложных математических вычислений, а для создания модели сортировочного центра необходимо учитывать слаженное взаимодействие элементов. Цифровой двойник должен предупреждать возможные проблемы еще до начала эксплуатации.

Для создания цифровой копии объекта нужно иметь:

• физическую сущность с установленными датчиками и метриками;
• специальное программное обеспечение - платформу;
• связь между физическим и цифровым оборудованием.

Процесс создания цифровой копии всегда начинается с обследования объекта, изучения всех его свойств и особенностей работы. Разработчики и технические специалисты работают вместе, т.к. последние хорошо разбираются в предмете и знают, какие проблемы могут возникнуть при эксплуатации.

На основе математического описания сущности и после сбора данных телеметрии с датчиков, создается статичная модель будущего цифрового двойника. Она показывает то, как устроен объект, как расположены в пространстве его элементы. Затем статичную модель превращают в динамическую, "оживляя" ее описаниями рабочих процессов. Исследуются все возможные варианты поведения объекта как в обычной, так и в нештатной или аварийной ситуации. Технические специалисты пишут сценарии и составляют чек-листы для проверки работоспособности, проводятся различные виды тестовых испытаний.

Создание динамической симуляционной модели - это не единственный этап процесса создания цифрового двойника. Виртуальная копия развивается параллельно со своим прототипом и используется для тестирования перед внесением изменений в реальную систему. Например, в аэрокосмической отрасли технология используется для отслеживания самолетов, точного определения погоды, обнаружения неисправностей и их прогнозирования. Это позволяет значительно сократить простои оборудования. Логистические компании используют цифровые двойники для повышения производительности за счет мониторинга веса.

Цифровые двойники физических объектов уже не фантастика, а реальность. Технология будущего активно используется в производстве, банковском деле и других сферах. Благодаря цифровым копиям изделий, оборудования, производственных, финансовых, логистических процессов бизнес становится эффективнее, а продукты и услуги - качественнее.

Фото: freepik.com