Введение
Цифровые двойники представляют собой инновационную технологию, которая активно развивается в современном технологическом ландшафте. Несмотря на относительную новизну данного подхода, уже наблюдается активное формирование специализированной терминологии и методик его применения. Для получения более подробной информации об этой технологии рекомендуется ознакомиться с материалами, представленными в статье TAdviser и компании «Рексофт».
Цели и задачи использования цифровых двойников
Цифровые двойники способствуют оптимизации производственных процессов и снижению затрат. Они особенно эффективны в ситуациях, когда создание физических прототипов и проведение испытаний являются дорогостоящими или технически сложными. Термин «цифровой двойник» был впервые введен в научный оборот в 2010 году в рамках космической программы Соединенных Штатов Америки.
Применение цифровых двойников в Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК)
ОДК разрабатывает цифровые двойники для авиационных двигателей с целью интеграции всех этапов жизненного цикла продукции, начиная с проектирования и заканчивая эксплуатацией. Завершение данного проекта запланировано на 2024 год. Цифровой двойник будет включать комплексную модель, учитывающую как технические, так и экологические и бизнес-аспекты.
Преимущества использования цифровых двойников для бизнеса
Цифровые двойники позволяют собирать и анализировать критически важную информацию о функционировании предприятия, что способствует оптимизации процессов, снижению издержек и выявлению новых возможностей для развития. Они предоставляют полное представление о производственных процессах, что позволяет принимать более обоснованные решения и минимизировать риски.
Александр Семенов из компании «Рексофт» подчеркивает, что цифровые двойники открывают новые перспективы для компаний, занимающихся разработкой сложных технических систем. Примеры успешного применения включают создание цифровых двойников для конвейерных систем и систем сортировки.
Определение цифрового двойника: объект или система
Цифровой двойник представляет собой виртуальную модель, которая может быть применена к различным объектам и системам, включая двигатели, системы сортировки и другие технические устройства. Например, цифровой двойник двигателя является сложной математической моделью, предназначенной для анализа его поведения в различных эксплуатационных условиях. Цифровой двойник системы сортировки охватывает все аспекты функционирования данной системы.
Практические примеры использования цифровых двойников
Применение цифровых двойников позволяет выявлять и устранять потенциальные проблемы на ранних стадиях их возникновения. Например, при разработке системы обработки багажа для аэропорта с использованием цифрового двойника было обнаружено, что необходимо добавить дополнительную линию транспортировки, что позволило предотвратить возможные заторы и сбои в работе системы.
Процесс создания и эксплуатации цифровых двойников
Создание производственных систем
Процесс создания цифрового двойника начинается с разработки модели функционирования объекта или системы. Далее проводится анализ поведения данной модели в различных сценариях, что позволяет повысить надежность и эффективность системы.
Программное обеспечение для проектирования
Цифровой двойник создается на этапе проектирования. Вначале разрабатывается статическая модель, которая затем трансформируется в динамическую, отражающую реальные процессы функционирования системы. Это позволяет проводить тестирование и оптимизацию алгоритмов управления.
Развитие системы
Цифровой двойник используется для постоянного совершенствования системы. Все изменения сначала тестируются на виртуальном двойнике, что позволяет минимизировать риски и избежать возможных ошибок на этапе внедрения.
Особенности реализации проектов с использованием цифровых двойников
Технические аспекты
Цифровые двойники функционируют на специализированных программных платформах. В некоторых случаях требуется доработка или разработка нового оборудования для обеспечения совместимости с данными платформами. Однако разработчики оперативно решают возникающие технические проблемы.
Временные рамки
Процесс создания цифрового двойника занимает от двух до четырех недель. После этого работа с двойником ведется параллельно с основной разработкой системы.
Финансовые аспекты
Реализация проектов с использованием цифровых двойников требует значительных финансовых вложений. Основные затраты связаны с приобретением лицензий на специализированное программное обеспечение. Если компания самостоятельно осуществляет разработку, расходы покрываются из ее бюджета. В случае привлечения внешних подрядчиков, стоимость лицензий включается в общий объем финансирования проекта.
Заключение
Цифровые двойники являются мощным инструментом для повышения эффективности и конкурентоспособности компаний. Они способствуют улучшению качества проектирования, снижению рисков и ускорению внедрения инновационных технологий. Компании, активно использующие цифровые двойники, обладают значительным преимуществом перед конкурентами и могут предлагать клиентам более качественные и надежные решения.
