Digitální dvojče

Digitální dvojče je digitální  kopie fyzického objektu nebo procesu, která pomáhá optimalizovat výkonnost podniku . Koncept „digitálního dvojčete“ je součástí čtvrté průmyslové revoluce a má podnikům pomoci rychleji odhalit fyzické problémy, přesněji předvídat jejich výsledky a vyrábět lepší produkty [1] [2] .

Origins

Vznik konceptu digitálních dvojčat souvisel s růstem digitalizace výrobních procesů, během nichž byly fyzické či analogové zdroje nahrazovány informačními nebo digitálními. Organizace sledovaly nejnovější trendy a snažily se zjistit, jak by jim digitální řešení mohla pomoci těžit z provozních i strategických výhod [2] .

Až do druhé poloviny roku 2010 bylo z technických důvodů nemožné vytvořit počítačové systémy, které by odrážely vlastnosti fyzických objektů téměř v reálném čase . A teprve výrazný průlom ve vývoji digitálních technologií, který umožnil zvýšit výpočetní výkon a snížit náklady na jejich použití, umožnil předním společnostem spojit informační technologie s provozními procesy a vytvořit digitální dvojčata podniků [2] .

Definice

V průmyslových a vědeckých zdrojích se definice „digitálního dvojčete“ liší. Podle některých z nich je digitální dvojče integrovaný model již postaveného produktu , který je navržen tak, aby obsahoval informace o všech vadách produktu a byl pravidelně aktualizován během fyzického používání [3] . Další běžnou definicí je digitální model získaný z informací ze senzorů nainstalovaných na fyzickém objektu, který umožňuje simulovat chování objektu v reálném světě [4] [5] . Žádná z těchto definic však nevěnuje dostatečnou pozornost procesům jako důležitému aspektu digitálního dvojčete.

V zásadě lze digitální dvojče definovat jako neustále se měnící digitální profil obsahující historická a nejaktuálnější data o fyzickém objektu nebo procesu, což umožňuje optimalizovat výkonnost podniku . Vychází z obrovského množství nashromážděných dat získaných v průběhu měření řady objektových ukazatelů v reálném světě. Analýza nashromážděných dat umožňuje získat přesné informace o výkonu systému a také vést k závěrům o nutnosti provést změny jak ve vyráběném produktu, tak v samotném výrobním procesu [2] .

Příklady modelování objektů

Nejčastěji vznikají digitální dvojčata pro modelování objektů, které přímo souvisejí s průmyslovou výrobou, nebo jsou důležitým prvkem technických systémů [6] .

Příklady:

• pro modelování nádrže s ventilem a čerpadlem se jako zdroj dat používají čidla plnění a také čidla na pohonech, které umožňují modelování procesů pomocí SysML , AML, SCADA a ANFIS ;
• stav výrobní haly lze modelovat sběrem dat o fixním a pracovním kapitálu a výrobních procesech a jejich analýzou pomocí počítačově podporovaných konstrukčních systémů ;
• experimentální data získaná při deformaci součásti umožňují simulovat její stav pomocí aplikací pro realistické modelování Simulia ;
• modelování procesů probíhajících v podniku pro rozvoj manažerských rozhodnutí pro zvláštní ekonomické zóny Ruské federace [7] nebo v podmínkách sankcí [8]  ;
• modelování procesů zavádění systému požární bezpečnosti v podniku v Ruské federaci. [9]
• modelování všech systémů pohonného systému letadla pro predikci jeho technického stavu [6] .

Viz také

• Digitální kopie herce

Poznámky

1. ↑ Goncharov A. S., Saklakov V. M. Digitální dvojče: přehled existujících řešení a vyhlídky pro rozvoj technologií . elibrary.ru (2018). — Článek ve sborníku prací Všeruské vědecké a praktické konference. Datum přístupu: 28. dubna 2019. (neurčitý)
2. ↑ 1 2 3 4 Aaron Parrott, Lane Warshaw. Průmysl 4.0 a technologie digitálního dvojčete  . Deloitte Insights (12-05-2017). — Výroba splňuje své požadavky. Datum přístupu: 28. dubna 2019.
3. ↑ Jack Reid a Donna Rhodes, Digitální systémové modely: Výzkum netechnických výzev a výzkumných potřeb, Konference o výzkumu systémového inženýrství, Systems Engineering Advancement Research Initiative, Massachusetts Institute of Technology, 2016.
4. ↑ Michael Grieves, Digitální dvojče: Dokonalost výroby prostřednictvím replikace virtuálních továren Archivováno 17. května 2017 na Wayback Machine , 2014, s. 1,
5. ↑ Evgeny Avdeev, Digitální dvojčata. Design Through Reflection Archivováno 14. ledna 2021 na Wayback Machine , 2017, strana 1,
6. ↑ 1 2 Vadym Slyusar. Koncepce síťového distribuovaného systému řízení motoru budoucích leteckých dopravních prostředků. // Proceedings of AVT-357 STO NATO Workshop on Technologies for budoucích distribuovaných systémů řízení motoru (DECS). - 11. - 13. května 2021 - 12:00 DOI: 10.14339/STO-MP-AVT-357
7. ↑ S. N. Masajev. ŘÍZENÍ SPECIÁLNÍCH EKONOMICKÝCH ZÓN PŘEDMĚTU RUSKÉ FEDERACE  // Ústav problémů managementu Ruské akademie věd. - 2019. - Červen.
8. ↑ S Masajev. Zničení rezidentního podniku ve zvláštní ekonomické zóně se sankcemi  // IEEE. — 2019.
9. ↑ SN Masaev, AN Minkin a DA Edimichev. Algoritmus pro zjišťování stavu nestacionárního dynamického systému pro hodnocení řízení požární bezpečnosti v podniku metodou integrovaných indikátorů  // Řada IOP Conference: Materials Science and Engineering : Mezinárodní vědecká konference CAMSTech-2020: Advances in Material Science and technika. - 2020. - 2. července ( sv. 919 ). - S. 042014 .