Цифровая трансформация для директоров и собственников. Часть 1. Погружение

Впервые концепцию цифрового двойника описал в 2002 году Майкл Гривс, профессор Мичиганского университета. В книге «Происхождение цифровых двойников» он разложил их на три основные части:

– физический продукт в реальном пространстве;

– виртуальный продукт в виртуальном пространстве;

– данные и информация, которые объединяют виртуальный и физический продукт.

Сам же цифровой двойник может быть:

– прототипом – аналогом реального объекта в виртуальном мире, который содержит все данные для производства оригинала;

– экземпляром – историей эксплуатации и данными обо всех характеристиках физического объекта, включая 3D-модель, экземпляр действует параллельно с оригиналом;

– агрегированным двойником – комбинированной системой из цифрового двойника и реального объекта, которыми можно управлять и обмениваться данными из единого информационного пространства.

Наибольшее развитие технология приобрела благодаря развитию искусственного интеллекта и удешевлению интернета вещей. Цифровые двойники стали получать «чистые» большие данные о поведении реальных объектов, появилась возможность предсказывать отказы оборудования задолго до происшествий.

В результате цифровой двойник является синергией 3D-технологий, в том числе дополненной или виртуальной реальности, искусственного интеллекта, интернета вещей. Это синтез нескольких технологий и фундаментальных наук.

Сами по себе цифровые двойники можно разделить на 4 уровня.

– Двойник отдельного узла агрегата моделирует работу наиболее критичного узла агрегата. Это может быть конкретный подшипник, щётки электродвигателя, обмотка статора или электродвигатель насоса. В общем, тот узел, который имеет наибольший риск отказа.

– Двойник агрегата моделирует работу всего устройства. Например, газотурбинная установка или весь насос.

– Двойник производственной системы моделирует несколько активов, связанных воедино: производственную линию или весь завод.

– Двойник процесса – здесь речь идёт уже не о «железках», а о моделировании процессов. Например, при внедрении MES- или APS-систем. О них поговорим в следующей главе.

Какие же задачи позволяет решить технология цифрового двойника?

– Становится возможным уменьшить количество изменений и затрат уже на стадии проектирования оборудования или завода, что позволяет существенно сократить издержки на остальных этапах жизненного цикла.