فناوری دوقلوی دیجیتال (Digital Twin Technology) چیست؟

فناوری دوقلوی دیجیتال چیست؟

دوقلوی دیجیتال یک مدل مجازی از یک شیء فیزیکی است. این مدل، چرخه عمر شیء را در بر می‌گیرد و از داده‌های بلادرنگ ارسال شده از حسگرهای روی شیء برای شبیه‌سازی رفتار و نظارت بر عملیات استفاده می‌کند. دوقلوهای دیجیتال می‌توانند بسیاری از موارد دنیای واقعی را، از قطعات تکی تجهیزات در یک کارخانه گرفته تا تأسیسات کامل، مانند توربین‌های بادی و حتی شهرهای کامل، تکثیر کنند. فناوری دوقلوی دیجیتال به شما امکان می‌دهد عملکرد یک دارایی را بررسی کنید، عیوب احتمالی را شناسایی کنید و تصمیمات آگاهانه‌تری در مورد تعمیر و نگهداری و چرخه عمر بگیرید.

مزایای دوقلوهای دیجیتال چیست؟

دوقلوهای دیجیتال مزایای بسیاری را برای کاربران ارائه می‌دهند. در ادامه به برخی از آنها می‌پردازیم.

بهبود عملکرد

اطلاعات و بینش‌های بلادرنگ ارائه شده توسط دوقلوهای دیجیتال به شما امکان می‌دهد عملکرد تجهیزات، کارخانه یا تأسیسات خود را بهینه کنید. مشکلات می‌توانند به محض وقوع برطرف شوند و اطمینان حاصل شود که سیستم‌ها در اوج خود کار می‌کنند و زمان از کارافتادگی کاهش می‌یابد.

قابلیت‌های پیش‌بینی کننده

دوقلوهای دیجیتال می‌توانند نمای کامل بصری و دیجیتالی از کارخانه تولیدی، ساختمان تجاری یا تأسیسات شما ارائه دهند، حتی اگر از هزاران قطعه تجهیزات تشکیل شده باشد. حسگرهای هوشمند خروجی هر جزء را کنترل می‌کنند و مشکلات یا عیوب را به محض وقوع نشان می‌دهند. شما می‌توانید در اولین نشانه از مشکلات اقدام کنید، به جای اینکه منتظر بمانید تا تجهیزات کاملاً از کار بیفتند.

نظارت از راه دور

ماهیت مجازی دوقلوهای دیجیتال به این معناست که شما می‌توانید از راه دور تأسیسات را کنترل و نظارت کنید. نظارت از راه دور همچنین به این معناست که افراد کمتری مجبور به بررسی تجهیزات صنعتی بالقوه خطرناک هستند.

تسریع زمان تولید

شما می‌توانید با ساختن نسخه‌های دیجیتالی، زمان تولید محصولات و تأسیسات را قبل از وجود آنها تسریع کنید. با اجرای سناریوها، می‌توانید ببینید که محصول یا تأسیسات شما چگونه به خرابی‌ها واکنش نشان می‌دهد و تغییرات لازم را قبل از تولید واقعی انجام دهید.

چه صنایعی از فناوری دوقلوی دیجیتال استفاده می‌کنند؟

تعدادی از صنایع به طور فزاینده‌ای از دوقلوهای دیجیتال برای ساخت نمایش‌های مجازی از سیستم‌های دنیای واقعی خود استفاده می‌کنند. برخی از آنها به شرح زیر هستند:

ساخت و ساز

تیم‌های ساخت و ساز دوقلوهای دیجیتال را برای برنامه‌ریزی بهتر پروژه‌های مسکونی، تجاری و زیربنایی ایجاد می‌کنند و در عین حال تصویری بلادرنگ از نحوه پیشرفت پروژه‌های موجود ارائه می‌دهند. معماران همچنین از دوقلوهای دیجیتال به عنوان بخشی از برنامه‌ریزی پروژه خود با ترکیب مدل‌سازی سه بعدی ساختمان‌ها با فناوری دوقلوی دیجیتال استفاده می‌کنند. مدیران ساختمان‌های تجاری از دوقلوهای دیجیتال برای نظارت بر داده‌های زنده و تاریخی دما، اشغال و کیفیت هوا در اتاق‌ها و فضاهای باز برای بهبود آسایش ساکنان استفاده می‌کنند.

تولید

دوقلوهای دیجیتال در کل چرخه عمر تولید، از طراحی و برنامه‌ریزی گرفته تا نگهداری تأسیسات موجود، استفاده می‌شوند. یک نمونه اولیه دوقلوی دیجیتال به شما امکان می‌دهد تجهیزات خود را همیشه کنترل کنید و داده‌های عملکردی را که نشان می‌دهد یک بخش خاص یا کل کارخانه شما چگونه کار می‌کند، تجزیه و تحلیل کنید.

انرژی

دوقلوهای دیجیتال به طور گسترده در بخش انرژی برای پشتیبانی از برنامه‌ریزی پروژه‌های استراتژیک و بهینه‌سازی عملکرد و چرخه‌های عمر دارایی‌های موجود، مانند تأسیسات دریایی، پالایشگاه‌ها، مزارع بادی و پروژه‌های خورشیدی، استفاده می‌شوند.

خودرو

صنعت خودرو از دوقلوهای دیجیتال برای ایجاد مدل‌های دیجیتالی وسایل نقلیه استفاده می‌کند. دوقلوهای دیجیتال می‌توانند بینش‌هایی در مورد رفتار فیزیکی وسیله نقلیه و همچنین مدل‌های نرم‌افزاری، مکانیکی و الکتریکی به شما ارائه دهند. این یکی دیگر از زمینه‌هایی است که در آن تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده ارزشمند است زیرا یک دوقلوی دیجیتال می‌تواند هنگام مشاهده مشکلی در عملکرد قطعه، به یک مرکز خدمات یا کاربر هشدار دهد.

بهداشت و درمان

دوقلوهای دیجیتال در صنعت مراقبت‌های بهداشتی برای موارد مختلفی استفاده می‌شوند. این موارد شامل ساخت دوقلوهای مجازی از کل بیمارستان‌ها، سایر مراکز مراقبت‌های بهداشتی، آزمایشگاه‌ها و بدن انسان برای مدل‌سازی اندام‌ها و اجرای شبیه‌سازی‌ها برای نشان دادن نحوه پاسخ بیماران به درمان‌های خاص است.

انواع دوقلوهای دیجیتال کدامند؟

انواع مختلفی از دوقلوهای دیجیتال وجود دارد که اغلب می‌توانند در کنار یکدیگر در یک سیستم واحد اجرا شوند. در حالی که برخی از دوقلوهای دیجیتال فقط بخش‌های تکی از یک شیء را تکثیر می‌کنند، همه آنها در ارائه یک نمایش مجازی حیاتی هستند. رایج‌ترین انواع دوقلوهای دیجیتال به شرح زیر هستند:

دوقلوهای قطعه

دوقلوهای قطعه یا دوقلوهای بخش، نمایش دیجیتالی یک قطعه واحد از یک سیستم کامل هستند. اینها بخش‌های ضروری عملکرد یک دارایی، مانند یک موتور در یک توربین بادی هستند.

دوقلوهای دارایی

در اصطلاحات دوقلوی دیجیتال، دارایی‌ها دو یا چند قطعه هستند که با هم به عنوان بخشی از یک سیستم جامع‌تر کار می‌کنند. دوقلوهای دارایی به صورت مجازی نحوه تعامل قطعات را نشان می‌دهند و داده‌های عملکردی را تولید می‌کنند که می‌توانید برای تصمیم‌گیری آگاهانه تجزیه و تحلیل کنید.

دوقلوهای سیستم

سطح بالاتری از انتزاع از دوقلوهای دارایی، دوقلوهای سیستم یا دوقلوهای واحد هستند. یک دوقلوی سیستم نشان می‌دهد که چگونه دارایی‌های مختلف به عنوان بخشی از یک سیستم گسترده‌تر با هم کار می‌کنند. دید ارائه شده توسط فناوری دوقلوی سیستم به شما امکان می‌دهد در مورد بهبود عملکرد یا کارایی تصمیم‌گیری کنید.

دوقلوهای فرآیند

دوقلوهای فرآیند محیط دیجیتالی یک شیء کامل را به شما نشان می‌دهند و بینشی در مورد نحوه عملکرد اجزا، دارایی‌ها و واحدهای مختلف آن با هم ارائه می‌دهند. به عنوان مثال، یک دوقلوی فرآیند دیجیتال می‌تواند به صورت دیجیتالی نحوه عملکرد کل کارخانه تولیدی شما را بازتولید کند و همه اجزای موجود در آن را گرد هم آورد.

دوقلوی دیجیتال چگونه کار می‌کند؟

یک دوقلوی دیجیتال با تکثیر دیجیتالی یک دارایی فیزیکی در محیط مجازی، از جمله عملکرد، ویژگی‌ها و رفتار آن، کار می‌کند. یک نمایش دیجیتالی بلادرنگ از دارایی با استفاده از حسگرهای هوشمندی که داده‌ها را از محصول جمع‌آوری می‌کنند، ایجاد می‌شود. شما می‌توانید از این نمایش در طول چرخه عمر یک دارایی، از آزمایش اولیه محصول گرفته تا عملکرد در دنیای واقعی و از رده خارج کردن آن استفاده کنید.

دوقلوهای دیجیتال از چندین فناوری برای ارائه یک مدل دیجیتالی از یک دارایی استفاده می‌کنند. این موارد شامل موارد زیر است:

اینترنت اشیا

اینترنت اشیا به یک شبکه جمعی از دستگاه‌های متصل و فناوری که ارتباط بین دستگاه‌ها و ابر و همچنین بین خود دستگاه‌ها را تسهیل می‌کند، اشاره دارد. به لطف ظهور تراشه‌های کامپیوتری ارزان قیمت و مخابرات پهنای باند بالا، اکنون میلیاردها دستگاه متصل به اینترنت داریم. دوقلوهای دیجیتال برای انتقال اطلاعات از شیء دنیای واقعی به شیء دنیای دیجیتال به داده‌های حسگر IoT متکی هستند. داده‌ها به یک پلتفرم نرم‌افزاری یا داشبورد وارد می‌شوند که در آن می‌توانید داده‌ها را به صورت بلادرنگ مشاهده کنید.  

هوش مصنوعی

هوش مصنوعی (AI) زمینه علوم کامپیوتر است که به حل مشکلات شناختی که معمولاً با هوش انسانی مرتبط هستند، مانند یادگیری، حل مسئله و تشخیص الگو اختصاص دارد. یادگیری ماشین (ML) یک تکنیک هوش مصنوعی است که مدل‌های آماری و الگوریتم‌ها را توسعه می‌دهد تا سیستم‌های کامپیوتری بدون دستورالعمل‌های صریح، با تکیه بر الگوها و استنتاج، وظایف را انجام دهند. فناوری دوقلوی دیجیتال از الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای پردازش مقادیر زیادی از داده‌های حسگر و شناسایی الگوهای داده استفاده می‌کند. هوش مصنوعی و یادگیری ماشین (AI/ML) بینش‌های داده‌ای در مورد بهینه‌سازی عملکرد، تعمیر و نگهداری، خروجی‌های انتشار و کارایی ارائه می‌دهند.