Сила и недостатки цифровых двойников в производстве

Через десять лет, вероятно, появится цифровой двойник для бытовых устройств, промышленных машин, электросетей, нефтегазовой инфраструктуры и даже целых заводов. Но несмотря на то, что сейчас популярны цифровые двойники, не всегда ясно, что именно подразумевается под этим термином. Хотя очевидно, что это представления физических объектов на основе данных, разрешение текущих проектов цифровых двойников значительно различается. «Существуют цифровые двойники, цифровые почти двойники, цифровые« двойники »и цифровые степени двойственности типа« желание, чтобы мы были связаны », - сказал Дэн Миклович, научный сотрудник LNS Research. «Сегодня мы видим, как многие компании используют очень маленькие« нити ДНК »цифрового двойничества, а в ближайшие несколько лет эта технология станет гораздо более важной».

В начале 2018 года цифровой двойник все еще является новой технологией, хотя ее корни уходят в 2003 год, когда доктор философии Майкл Гривз (Michael Grieves) представила эту концепцию на курсе для руководителей по управлению жизненным циклом продукта в Мичиганском университете. В прошлом году компания Gartner отметила, что эта технология находится на полпути к начальному этапу подъема на стадии «инновационного триггера» своего цикла шумихи, который больше похож на подъемную горку на американских горках, вершину которой называют «Пиком завышенных ожиданий».

Поскольку цифровые близнецы являются зарождающейся технологией, многие из их обещаний остаются туманными и переплетаются с маркетинговым ходом таких технологий, как IIoT, аналитика, машинное обучение, искусственный интеллект и когнитивные вычисления. Основная идея заключается в том, что цифровой двойник может повысить производительность и оптимизировать физические активы, процессы или системы. «Цифровой двойник сегодня - лучший способ для промышленных компаний моделировать и экспериментировать, не касаясь производственной системы. Вы можете создавать модели, используя точные данные в реальном времени. Это что-то совершенно новое », - сказал Поневерски.

Кроме того, цифровые двойники могут одновременно стимулировать сотрудничество между сотрудниками, которые после использования цифровых двойников для выявления проблемы могут объединить свои ресурсы для ее решения. Предлагаемые преимущества цифровых двойников в промышленном пространстве включают следующее:помощь производителям в улучшении качества готовой продукции, обеспечение возможностей профилактического обслуживания производственного оборудования, помощь производителям в переходе от продажи промышленных результатов, а не отдельных продуктов, а также помощь промышленным организациям в оптимизации их оборудования. , продукты, производственные линии или целые объекты. Так получилось, что все эти преимущества были напрямую связаны с самим IIoT.

Одним из главных преимуществ технологии цифровых двойников является ее способность стимулировать эксперименты. «Производитель может создать цифрового двойника, скажем, для приложения для профилактического обслуживания. Затем они могут обучать своих операторов, станки и поставщиков реальному поведению станка, по сути создавая испытательный стенд в реальном времени для повышения качества продукции », - сказал Поневерски. «Они могут понять, что эксперименты с живыми цифровыми близнецами будут стоить, например, один доллар, тогда как проведение того же эксперимента в среде разработки будет стоить 100 долларов».

Согласно Gartner, цифровой двойник обладает четырьмя основными характеристиками, каждая из которых тесно связана с «вещью» в проекте Интернета вещей. Во-первых, это модель «вещи», которую он представляет. Во-вторых, есть данные об этом объекте, такие как его личность, статус и контекст. В-третьих, уникальность близнеца. Другими словами, каждому цифровому двойнику соответствует уникальный объект. Наконец, цифровой двойник отслеживает состояние «вещи» Интернета вещей. «Вы можете запросить информацию об этом у близнеца», - объяснил Ник Джонс, вице-президент, выдающийся аналитик Gartner на симпозиуме Gartner в Барселоне в ноябре 2017 года. Цифровые двойники также могут быть дополнительно оснащены аналитикой для таких приложений, как профилактическое обслуживание. Цифровые близнецы также могут управлять физическими объектами. Наконец, некоторые цифровые близнецы способны имитировать «вещь», которую они должны воспроизвести.

Чтобы было ясно, идея использования сложных моделей физических продуктов не нова. Такие организации, как НАСА, уже много лет используют передовое моделирование космических аппаратов. Цифровых близнецов отличает их подключение к потоковой передаче данных подключенных датчиков от объектов, поддерживающих IoT, что позволяет им обнаруживать идеи и запускать действия на основе датчиков и интеллектуальных машин, а на фабриках - систем управления производством, разрушая барьеры между физическим и физическим. цифровые миры. Хотя концепция объединения этих физических и виртуальных моделей не нова, как заметил Гривс, она неполна.

Производители также могут развернуть цифровых двойников, которые размещают возможности искусственного интеллекта / машинного обучения на краю сети, чтобы обнаруживать аномалии и выявлять шаблоны данных рядом с чувствительным оборудованием в цехе.

Также были предложены и в некоторых случаях реализованы конкретные варианты использования технологии цифровых двойников. Например, цифровые двойники могут помочь промышленным компаниям сократить расходы на разработку продукта и задачи удаленного обслуживания. Кроме того, компании, которые в значительной степени полагаются на разрушающее тестирование при разработке продукта, могут выполнять значительную часть таких испытаний виртуально. Например, автомобильная компания может использовать технологию цифрового двойника, чтобы уменьшить потребность в краш-тестах прототипов автомобилей. Точно так же компании, которые в значительной степени полагаются на создание сложных моделей и прототипов, могут сэкономить деньги, используя цифровых двойников при разработке продукта. Кроме того, организации, эксплуатирующие ценные активы в удаленных местах, могут использовать цифрового двойника оборудования для моделирования срока службы, помогая избавиться от необходимости отправлять на этот объект технического специалиста для проверки его состояния. Технологии цифровых двойников также могут помочь производителям повысить уровень сложности и удобства использования будущих поколений проектов, а также ускорить вывод продукта на рынок.

• Стр. 1
• Стр. 2