Новая технология Digital Twin позволяет создать программный аналог какого-либо физического устройства. Создание цифровых двойников возможно на любой стадии жизненного цикла объекта, от этапа моделирования до различных режимов эксплуатации. Получая данные от реальных датчиков и являясь точным прообразом оригинала, цифровой двойник может смоделировать реальные рабочие процессы исследуемого устройства. Такая концепция дает возможность без дополнительных затрат на производство промежуточных образцов спрогнозировать работу устройства и скорректировать его конечную структуру.
Для какой продукции применяются цифровые копии
Технология цифровых двойников будет наиболее эффективной в энергетике, авиастроении, промышленности, медицине, транспортных системах. Имеет смысл создавать цифровые двойники для продукции, отвечающей следующим критериям:
- длительный рабочий цикл изделия (более 5-ти лет);
- большое количество единиц используемого оборудования;
- наличие контроля состояния, мониторинга продукции;
- многообразие и широкий диапазон условий эксплуатации;
- труднодоступность для обслуживания.
Какие задачи можно решить с помощью цифрового двойника
Создание виртуальной модели объекта исследования поможет решить много проблем во время его разработок. При этом будет создана такая копия, которая будет обладать всеми характеристиками реального устройства. Это позволит отследить все ошибки на этапе проектирования и на всех последующих этапах разработки и производства.
Цифровая копия позволит:
- быстро рассмотреть большое количество вариантов изделия и сократить время/затраты на разработку окончательного его варианта;
- заменить часть стендовых/натурных испытаний виртуальными;
- повысить надежность и увеличить ресурс, проводя своевременное обслуживание по состоянию объекта, а не по наработке;
- получить все характеристики (заданные и перспективные) изделия за счет точного описания происходящих в нем процессов;
- виртуально отработать все технические решения и создать научно-технический задел;
- повысить экономическую эффективность, благодаря изучению особенностей режимов эксплуатации;
- ускорить решение проблем и повысить уровень обслуживания за счет обучения персонала в виртуальном пространстве.
Проблемы внедрения программных аналогов
Внедрение цифровых копий в России, а именно в Москве, начинает завоевывать все большую аудиторию. Но при этом возникают некоторые проблемы. Главная из них заключается в плохой организации передачи данных в системах автоматического проектирования. Для решения данной проблемы необходимо создать единую цифровую платформу, в которую будут входить области проектирования, расчетов и испытаний. Это позволит наладить надежную связь между подразделениями компании, ускорить проектирование, избежать ошибок при передаче данных.
Еще одна проблема – ограниченность пропускной системы ИС (информационных систем). Применение цифровых двойников предполагает обмен огромным объемом данных, как структурированных, так и неструктурированных. Чтобы их успешно передать и вовремя обработать, нужны высокопропускные магистрали. Должны быть также продуманы схемы облачного хранения информации.
Обработка огромных массивов данных, которые будут получены от цифровых копий устройств, должна осуществляться мощными вычислительными комплексами. При этом необходимо будет позаботиться и о безопасности передаваемых и обрабатываемых данных.
Все вышеперечисленные проблемы вполне решаемы. Затраченные на это средства с лихвой окупятся использованием цифровых двойников при разработке, испытаниях и дальнейшей эксплуатации важных промышленных объектов.