Éra transformátorov: „digitálne dvojičky“ sú už tu. Digitálne dvojča je chýbajúci kúsok! Kontrola technologických konštrukčných rozhodnutí

IBM predstaví v prístave Rotterdam najnovšie cloudové technológie a internet vecí.

V blízkej budúcnosti očakáva prístav Rotterdam nový rekord: stane sa nielen najväčším európskym prístavom z hľadiska obratu nákladu, ale aj najinteligentnejším prístavom na svete. A IBM mu s tým pomôže.

Spoločné úsilie bude smerovať predovšetkým do implementácie systému "pripojená doprava"(connected shipping), podobne ako prepojené autá v automobilovom priemysle. Plavidlá, ktoré majú prístup do systému, sa riadia autonómne a vymieňajú si údaje pre bezpečnú navigáciu. Podľa prístavnej správy v Rotterdame plánujú prijať prvé autonómne plavidlá už v roku 2025.

Program digitalizácie je koncipovaný na niekoľko rokov. V dôsledku toho bude 42-kilometrové územie prístavu organizované do jedného digitálneho priestoru cloudové technológie IBM Cloud a internet vecí IBM IoT a prístav v Rotterdame možno právom označiť za najinteligentnejší prístav na svete.

Na vybudovanie takéhoto systému bude vytvorený digitálne dvojča port– presný digitálny model všetkých operácií, ktorý bude so 100% presnosťou odrážať zdroje a prístavné zariadenia, pohyby lodí, infraštruktúru, počasie, geografické a hydrologické podmienky.

Prístavom ročne prejde viac ako 140 000 lodí a do procesu manipulácie s nákladom je zapojených mnoho zainteresovaných strán. Digitálny model vám umožní vidieť celkový obraz, otestovať scenáre prevádzky portov a pomocou centralizovaného ovládacieho panela lepšie koordinovať akcie všetkých účastníkov. Zvýši sa tým rýchlosť prístavných operácií a objem manipulovaného nákladu, ako aj zabezpečenie súladu s najprísnejšími bezpečnostnými normami. V konečnom dôsledku čas strávený plavidlom v prístave sa skráti v priemere o 1 hodinu. Pre prevádzkovateľov prístavov sa to premietne do úspory objednávok 80 000 dolárov a pre prístav - pri zvyšovaní počtu prijatých lodí.

Prístav bude využívať technológie spracovania dát IoT a Augmented Intelligence, ako aj inteligentné meteorologické a hydrologické dáta, pomocou ktorých budú môcť dopravcovia určiť najpriaznivejší čas na vstup do prístavu Rotterdam. Priaznivé navigačné podmienky šetria palivo, optimalizujú rýchlosť približovania a kotvenia a zaisťujú lepšiu bezpečnosť nákladu.

Na tento účel budú vybavené kotviská a bóje "digitálne delfíny"– inteligentné senzory, ktoré poskytujú podporu pri prekládke nákladu, zaznamenávajú voľné miesta alebo obsadenosť kotviacich terminálov, generujú údaje o stave prevádzky prístavov v konkrétnom čase a monitorujú podmienky prostredia, ktoré priamo alebo nepriamo ovplyvňujú plavbu. Digitálne delfíny sa budú učiť samy a tvrdí sa, že sú 100% presné v reálnom čase. Tieto informácie plánuje prístav poskytovať používateľom prostredníctvom špeciálne vyvinutej aplikácie na plánovanie a kontrolu operácií.

Ďalšou iniciatívou Rotterdamského prístavu je vytvorenie pomocného výrobného laboratória (RAMLAB). Jej cieľom je dodávať lodenici kvalitné priemyselné náhradné diely na požiadanie. Toto je prvé Laboratórium 3D tlače, zameraná na prístavy a námorných dopravcov, schopná skrátiť čakaciu dobu na požadovanú časť z 1,5-2 mesiacov na niekoľko dní.

Rýchlosť a efektivita sú dve hlavné prednosti každého portu – Paul Smits

„Rýchlosť a efektívnosť sú dve hlavné silné stránky každého prístavu,“ hovorí Paul Smits, finančný riaditeľ Rotterdamského prístavného úradu. "Sú to tie, ktoré priťahujú podnikanie a umožňujú nám zvýšiť obrat nákladu." Je zrejmé, že inovácie Rotterdamského prístavu priamo slúžia týmto dvom cieľom.

V časti Nové slovo Apparat hovorí o nedávno vznikajúcich pojmoch súvisiacich s novou spoločnosťou. Toto vydanie obsahuje digitálne dvojča. Počítač, ktorý o vás vie všetko a dokáže napodobniť vaše správanie.

Digitálne dvojča

Predpokladá sa, že na vytvorenie digitálneho dvojčaťa bude špeciálny softvér analyzovať vašu korešpondenciu v sociálnych sieťach a e-mail, históriu prehliadania a nákupy v internetových obchodoch, informácie z nositeľných zariadení, smartfónov resp inteligentné hodinky a akékoľvek ďalšie dostupné informácie. Na základe týchto údajov bude možné pomocou špeciálnych algoritmov naprogramovať vaše správanie: ako by ste odpovedali svojmu partnerovi? obchodný list povedať deťom na ich facebookovom príspevku. Počítače už vedia veľa o našich preferenciách, napr. reklamné spoločnosti analyzovať naše vyhľadávané výrazy a e-maily, vytvorte profil každému človeku a snažte sa mu zobrazovať len tie reklamy, ktoré ho naozaj zaujmú.

Do našich životov začína prenikať aj softvér, ktorý napodobňuje ľudské správanie: digitálni asistenti – Siri od Apple, Cortana od Microsoftu a Watson od IBM – komunikujú s používateľom, odpovedajú na jeho otázky a dokážu udržať konverzáciu aj na abstraktné témy. Boli vyvinuté prvé chatboty, ktoré úspešne prejdú Turingovým testom – to znamená, že zavádzajú ľudí, ktorí s nimi komunikujú, a nútia ich uveriť, že nejde o umelú inteligenciu, ale o skutočného človeka.

Vedci zvažujú aj fantastickejšie možnosti vytvorenia digitálneho dvojčaťa: kompletnú digitalizáciu mozgu, takzvaný upload vedomia. Práca v tomto smere je však zatiaľ len v plienkach: napríklad v rámci projektu Blue Brain by sa do roku 2023 mala plne simulovať digitálna verzia neokortexu, hlavnej časti ľudskej mozgovej kôry.

Ako používať digitálne dvojča

Porozprávajte sa s človekom po jeho smrti

Jedným z najambicióznejších plánov je vytvorenie takého dvojníka, ktorý môže nahradiť človeka po jeho smrti. „Keď ty a ja zomrieme, naše deti neprídu do našich hrobov. Pôjdu spustiť naše digitálne dvojičky a porozprávať sa s nimi,“ hovorí John Smart. „Nech znie tento scenár trochu pritaženo za vlasy,“ dodáva. "Ľudia si však už na sociálnych sieťach na stránkach zosnulých príbuzných nastavujú stenu nárekov a naďalej im posielajú súkromné ​​správy." Takéto perspektívy milujú spisovatelia a režiséri sci-fi. Napríklad jedna zo zápletiek v sérii Black Mirror rozpráva, ako mladá žena nahradila svojho manžela, ktorý zomrel pri autonehode, digitálnou kópiou. Neskôr vedomie svojho manžela „nahrala“ do androidového robota – teda prakticky ho oživila.

Osobný asistent

Táto možnosť je oveľa jednoduchšia na implementáciu a nevyžaduje od dvojníka takú vysokú úroveň kognitívnych schopností. Do istej miery sa to už realizuje, napríklad digitálny asistent Google Now analyzuje vašu poštu a vyhľadávacie dopyty a poskytuje rady, ktoré vám uľahčia život. Digitálne dvojča vám však môže nielen niečo povedať, ale aj prevziať niektoré z vašich úloh, hoci celkom jednoduchých: dohodnúť si stretnutie s lekárom, predpísať obchodné stretnutie, a v predajni poukázať na produkty, ktoré sú pre váš jedálniček z hľadiska obsahu živín najvhodnejšie.

Nevýhody projektu

Jedným z hlavných nedostatkov tohto konceptu, ktorý uznáva aj jeho ideológ John Smart, je úplné narušenie súkromia. Program prečíta všetku vašu korešpondenciu, analyzuje nákupy a vo všeobecnosti všetkými možnými spôsobmi prenikne do toho, čo sa nazýva osobný život. Veľké korporácie, ktoré zbierajú menej dát, už čelia protestom.

John Smart

Viete, rád by som si uložil svoje zdravotné a finančné informácie do malého trezoru, aby sa k nim nikto nedostal. Ale takéto myslenie je atavizmus. Ak neobetujete svoje súkromie, veľa nezískate. Som si istý, že pokiaľ budú mať ľudia pocit, že majú technológiu pod kontrolou, ochrana údajov bude druhoradá.

Obrázok: Edward Blake Edwards

Čoraz viac firiem prejavuje záujem o tému digitalizácie výroby. Organizátori regionálnej vedecko-technickej konferencie „Digitalizácia výrobných procesov. Aplikácia priemyselných softvér pre budovanie digitálnych podnikov“, ktorý sa nedávno konal v Samare.

Iniciovala ho skupina spoločností SMS-Automation, známa ako univerzálny integrátor špecializujúci sa na tvorbu a podporu systémov priemyselnej automatizácie, spolu s oddelením digitálnej výroby spoločnosti Siemens, jedného z najväčších svetových koncernov v oblasti automatizácie a elektrotechniky. produkty, s ktorými vývojárov Samara spája viac ako dve desaťročia plodnej spolupráce.

Fórum výrobcov a vývojárov informačné systémy podporované Ministerstvom priemyslu a technológie regiónu Samara. Jeho špecialisti opakovane zaznamenali úspech skupiny spoločností v oblasti priemyselnej automatizácie a výstavby veľkých informačných systémov.

Zástupcom priemyselných podnikov regiónu Samara boli predstavené koncepčné základy a konkrétne nástroje na budovanie efektívnej digitálnej produkcie. Priemyselná automatizácia je len súčasťou digitalizácie alebo digitalizácie, ako sa jej tiež hovorí. Digitalizácia je automatizácia procesov počas celého životného cyklu produktu, zariadenia, podniku. Zapadá do toho projekt, jeho fungovanie a modernizácia.

Veľký záujem účastníkov konferencie vyvolala správa Andreja Sidorova, predsedu predstavenstva skupiny spoločností SMS-Automation, „Priemyselný softvér ako nástroj digitalizácie“. "Sme na pokraji intelektualizácie riadiacich systémov," povedal Andrey Sidorov (na spodnej fotografii). - Teraz výrobcovia zariadení na Západe menia výrobný model. Výbava začína mať digitálne dvojča. Zmena obchodného modelu povedie k tomu, že digitálne dvojča bude významným faktorom pri výbere dodávateľa.“

Digitalizácia je okrem iného aj vývoj situácií na virtuálnych digitálnych modeloch, čo umožňuje ušetriť obrovské množstvo peňazí. Siemens je už na svojom mieste digitalizácie, bez toho, aby čakal na príchod stroja na výrobu dielov, získal svoj virtuálny obraz, pripojil k nemu virtuálne roboty a bez straty času začal ladiť technologické procesy.

Témy, ktoré odborníci nastolili v súvislosti s využívaním špecifických nástrojov digitálnej produkcie, prijali účastníci konferencie so záujmom a vyvolali množstvo otázok a diskusií. Okrem reportáží upútali pozornosť hostí konferencie aj demo stánky s praktické príklady implementácia princípov digitalizácie v realite priemyselných riadiacich systémov ruských priemyselných podnikov. Osobitná pozornosť bola na konferencii venovaná problematike informačná bezpečnosť moderné systémy automatizácie. Zoznámenie sa so súčasnými trendmi vo vývoji podnikov v rámci konceptu „Priemysel 4.0“ sa podľa odborníkov môže stať doplnkovým nástrojom v procese zvyšovania konkurencieschopnosti v ére „Priemyslu 4.0“.

Existuje lepší spôsob. Identifikácia spôsobov na zlepšenie efektívnosti dizajnu a technologických procesov navrhovania

Aaron Frenkel, Jan Larssen

Výroba produktov je nepochybne najdôležitejšou súčasťou všetkých procesov životného cyklu. V tejto fáze sa nápady menia na skutočnosť. A čo viac, bez koordinovaného dizajnu a výrobných procesov, ktoré zaistia úspešnú montáž produktu v dielni, nápady zostanú len krásnymi náčrtmi alebo nebudú úplne zrealizované. Po mnoho rokov zostali metódy navrhovania a vývoja technologických procesov nezmenené, pričom si zachovali všetky tradičné nevýhody, ktoré vedú k zvýšeniu nákladov a času. Vzhľadom na to, že inovácie sa dnes stali životne dôležitými pre prežitie strojárskych podnikov, Siemens PLM Software analyzoval predvýrobné procesy s cieľom identifikovať spôsoby ich ďalšej optimalizácie. V tomto článku Aaron Frankel, vrchný riaditeľ marketingu pre strojové riešenia, a Jan Larsson, vrchný riaditeľ marketingu pre Európu, Stredný východ a Afriku v spoločnosti Siemens PLM Software, diskutujú o tom, ktoré zdroje neefektívnosti by sa mali odstrániť, aby bolo možné implementovať koncepciu „digitálneho dvojčaťa produktu“ a ako to ovplyvní spôsob výroby produktov.

krásna symfónia

Ak sa ocitnete v modernej továrni, uvidíte úžasnú symfóniu ľudskej práce, robotov a strojov, pohybu materiálov a súčiastok – všetko urobené s presnosťou na sekundu, aby ste dodržali harmonogram. Obrázok je jednoducho fantastický.

No v zákulisí uvidíme zastarané procesy dizajnu a technologickej prípravy výroby. Nebudeme nikoho kritizovať. Vývoj dizajnu produktu nie je sám o sebe malým úspechom. Dizajn môže byť veľmi náročná úloha. V niektorých prípadoch sa produkt skladá z miliónov častí a na jeho vytvorení pracujú tisíce zamestnancov a partnerov, často na celom svete. Navyše v takých kritických odvetviach, ako je elektronický priemysel (viac ako rýchle procesory, miniaturizácia), automobilový priemysel (udržateľnosť a znižovanie emisií) a letectvo (trvalá udržateľnosť a kompozitné materiály), existuje neustála snaha optimalizovať a urýchliť proces vytvárania nových produktov. Vzhľadom na vysokú zložitosť riešených úloh je neochota odkloniť sa od v praxi overených predvýrobných procesov celkom pochopiteľná. Naši zákazníci však hlásia bežné problémy s dizajnom a výrobou produktov, ktoré v niektorých prípadoch vedú k nákladným oneskoreniam.

Bežné problémy

Jedným z najvážnejších problémov, ktorý vidíme, je, že dizajnéri a technológovia používajú rôzne systémy. V praxi to vedie k tomu, že dizajnéri prenášajú svoj vývoj na technológov, ktorí sa snažia tvoriť technologických procesov v počítačových systémoch, na ktoré sú zvyknutí. V tomto scenári – a vyskytuje sa to veľmi často – dochádza k desynchronizácii informácií, čo sťažuje kontrolu situácie. Okrem toho sa zvyšuje pravdepodobnosť chýb.

Problémy sa pravidelne vyskytujú pri vývoji pôdorysov dielní. Dôvodom je, že rozloženia sa zvyčajne vytvárajú vo forme 2D pôdorysov a papierových výkresov. Je to dlhý a namáhavý proces. 2D výkresy sú dôležitou súčasťou procesu, ale nemajú potrebnú flexibilitu. Často sa stáva, že preskupenie zariadení v dielni nie je na výkrese upevnené. Tento problém sa zhoršuje najmä pri práci na rýchlo sa meniacich trhoch (napr. spotrebná elektronika), keď je potrebné neustále rozširovanie a modernizácia výrobných systémov. prečo? Pretože dvojrozmerným usporiadaniam chýba inteligencia a asociatívnosť. Zabraňujú technológom presne vedieť, čo sa deje v dielni a robiť rýchle rozhodnutia.

Po vytvorení dispozície sa vypracuje technologická trasa. Spravidla potom prechádza fázou kontroly. Tu leží ďalšia významná prekážka rastu efektívnosti. Technológovia zvyčajne musia počkať, kým sa zariadenie nainštaluje, aby zhodnotili výkon zariadenia. Navyše, ak sú charakteristiky nižšie, ako sa očakávalo, potom je príliš neskoro na vývoj alternatívnej technológie. Naše skúsenosti ukazujú, že táto situácia vedie k značným oneskoreniam.

Nakoniec zákazníci hlásia ešte dva problémy na konci predprodukčného cyklu. Ide o hodnotenie výkonu jednotlivých operácií a celého technologického procesu ako celku.

Kvôli vysokej zložitosti modernej výroby a často nedostatočnej koordinácii medzi rôznymi systémami projektovania procesov nie je ľahké určiť, ktoré operácie alebo výrobné oblasti spôsobujú oneskorenia celej linky. A pokiaľ ide o skutočnú výrobu produktu, zákazníci uvádzajú, že vyhodnotenie produktivity a toho, ako sa skutočné procesy zhodujú s tým, čo plánovali, je zvyčajne mimoriadne ťažké. A opäť je problémom vysoká komplexnosť, ako aj chýbajúca spätná väzba medzi výrobou, dizajnérmi a technológmi.

Digitálne dvojča

Digitálne dvojča je virtuálna kópia skutočného objektu, ktorá sa správa rovnako ako skutočný objekt. Bez toho, aby sme tu zachádzali do technických detailov našich produktov, stačí povedať, že naše nástroje Product Lifecycle Management (PLM) poskytujú kompletnú digitálnu platformu. Podporuje používanie digitálnych dvojčiat, ktoré presne modelujú komplexný dizajn produktov a výrobné procesy.

Čo to všetko znamená v praxi? Pozrime sa ešte raz na vyššie uvedené kroky a ukážme hlavné funkcie, ktoré nový prístup poskytuje.

Stavebníctvo

NX (a ďalšie CAD systémy) vytvorí model produktu a odošle ho do Teamcenteru vo formáte 3D JT. V priebehu niekoľkých sekúnd aplikácia vytvorí tisíce rôznych návrhov virtuálnych produktov, ktoré presne zodpovedajú skutočnému produktu. Na identifikáciu potenciálnych problémov sa zároveň využívajú technológie spracovania veľkých dát, konštrukčné a technologické informácie (PMI) obsiahnuté v modeloch (tolerancie, lícovanie, vzťahy medzi dielmi a zostavami), ako aj základný popis technologického procesu. Tento prístup bol už odskúšaný v praxi pri vytváraní elektronických produktov vyrábaných našou spoločnosťou. Napríklad sme boli schopní okamžite zistiť, že závitové otvory na výstupnom video konektore nie sú presne zarovnané s otvormi pre skrutky na doske plošných spojov. Ak by sa chyba neodhalila, malo by to za následok reklamáciu zo strany zákazníkov: konektor sa mohol uvoľniť z vytlačená obvodová doska. Včasná identifikácia konštrukčných chýb výrazne šetrí čas a peniaze, a to ako pri vývoji technológie, tak aj vo výrobe.

Navrhovanie technologických procesov

Digitálne dvojča zlepšuje spoluprácu medzi dizajnérmi a technológmi, optimalizuje výber miesta a technológie výroby, ako aj alokáciu potrebných zdrojov. Zvážte príklad vykonania zmien v procese zostavovania. Pomocou nášho softvér, procesní inžinieri na základe novej špecifikácie návrhu pridávajú do pracovného 3D modelu procesu nové operácie. Je možné simulovať akýkoľvek výrobný systém odkiaľkoľvek na svete: povedzme technológovia v Paríži pripravujú výrobu v závode v Riu. S informáciou o čase pre každú pridanú operáciu technológovia skontrolujú, či nová technologická cesta spĺňa stanovené ukazovatele výkonnosti. Ak tomu tak nie je, potom sa technologické operácie vymenia alebo preusporiadajú. Potom sa opäť vykoná numerická simulácia, kým zvolená technologická cesta nevyhovuje požiadavkám. Nový pracovný postup je okamžite k dispozícii všetkým vývojárom na schválenie. Ak sa zistia nejaké problémy, dizajnéri a technológovia spolupracujú na ich odstránení.

pôdorysy predajne

Pri práci na layoutoch odporúčame vytvoriť digitálne dvojča, ktoré obsahuje mechanické vybavenie, automatizačné systémy a zdroje a jednoznačne súvisí s celým „ekosystémom“ dizajnu a technologickej predvýroby. Pomocou sady PLM nástrojov je možné prehadzovať technologické operácie pomocou drag and drop. Rovnako jednoduché je umiestnenie zariadení a personálu na výrobnú linku a simulácia jej prevádzky. Je to veľmi jednoduché, no zároveň výnimočné efektívna metóda tvorba a úprava technologických postupov. Keď sa vykonajú konštrukčné zmeny, ktoré si vyžadujú nový priemyselný robot, špecialisti na numerickú simuláciu napríklad kontrolujú, či je možné nainštalovať robota tejto veľkosti bez toho, aby narazil na dopravník. Projektant plánu predajne vykoná potrebné úpravy a pripraví oznámenie o zmenách, na základe ktorého nákupné oddelenie nakúpi nové vybavenie. Táto analýza dôsledkov vykonaných zmien vám umožní vyhnúť sa chybám a v prípade potreby okamžite informovať dodávateľov.

Kontrola technologických konštrukčných rozhodnutí

Vo fáze kontroly sa používa digitálne dvojča na virtuálne overenie procesu montáže. Virtuálne modelovanie a kvantitatívna analýza vám umožňuje vyhodnotiť všetky faktory spojené s manuálnou prácou pri montáži a identifikovať problémy, ako je napríklad nepohodlné držanie tela pracovníka. To umožňuje vyhnúť sa únave a pracovným zraneniam. Na základe výsledkov simulácie sa vytvárajú tréningové videá a návody.

Optimalizácia výkonu

Digitálne dvojča slúži na štatistické modelovanie a vyhodnocovanie navrhnutého technologického systému. Pomocou neho je ľahké určiť, či sa má použiť manuálna práca, roboty alebo kombinácia robotov a robotníkov. Všetky procesy je možné numericky simulovať až po spotrebu energie jedného stroja, aby sa technológia čo najviac optimalizovala. Analýza ukazuje, koľko dielov sa vyrába v každej operácii. To zaisťuje, že výkon skutočnej výrobnej linky bude zodpovedať cieľu.

Výroba produktu

Digitálne dvojča poskytuje spätnú väzbu medzi skutočným a virtuálnym svetom, čo vám umožňuje optimalizovať výrobné procesy produktov. Technologické pokyny sa prenášajú priamo do dielne, kde ich spolu s videami dostanú operátori zariadení. Operátori poskytujú výrobné údaje dizajnérom (napr. ak je medzera medzi dvoma skrutkami panela), zatiaľ čo iní automatizované systémy zbierať údaje o výkone. Potom nasleduje porovnanie konštrukčného projektu a skutočne vyrobeného produktu, pričom sa zisťujú a eliminujú odchýlky.

Nové prístupy k práci

Použitie digitálneho dvojčaťa, ktoré je presnou kópiou skutočného produktu, pomáha rýchlo identifikovať potenciálne problémy, urýchľuje prípravu výroby a znižuje náklady. Prítomnosť digitálneho dvojčaťa navyše zaručuje možnosť výroby produktu navrhnutého dizajnérmi; všetky technologické procesy sú aktualizované a synchronizované; vyvinuté technológie sa ukázali ako použiteľné a výroba funguje presne podľa plánu. Digitálne dvojča vám umožňuje otestovať, ako možno nové technológie integrovať do existujúcich výrobných liniek. Tým sa eliminujú riziká spojené s nákupom a inštaláciou zariadení.

Strojárstvo je jedným z najvyspelejších odvetví svetového priemyslu, kde sa v praxi dlhodobo používajú osvedčené, ale zastarané prístupy k technologickej príprave výroby. Je čas priniesť ducha inovácie, ktorý dláždi cestu k úspechu vo vývoji a výrobe produktov. Je čas vyskúšať niečo nové!

Možno každého, kto sledoval filmy o terminátorovi alebo Matrixe, napadlo, kedy sa umelá inteligencia stane súčasťou nášho každodenného života a či ľudia a roboti dokážu spolunažívať v mieri a harmónii. Takáto budúcnosť je oveľa bližšie, ako si myslíte. Dnes vám povieme o takej technológii ako „ digitálne dvojičky“, ktorý je už široko používaný v priemysle a možno sa čoskoro stane súčasťou nášho každodenného života.

Kto sú digitálne dvojčatá?

Je chybou domnievať sa, že pojem „digitálne dvojčatá“ označuje roboty a umelú inteligenciu v podobe nejakého humanoidného tvora. Samotný pojem sa v súčasnosti používa z väčšej časti na priemyselnú výrobu. Koncept „digitálnych dvojčiat“ sa prvýkrát objavil v roku 2003. Termín sa začal používať po uverejnení článku Michaela Greavesa, profesora a asistenta riaditeľa Centra pre riadenie životného cyklu a inovácie na Floridskom technologickom inštitúte, „Digitálne dvojčatá: Excelentnosť vo výrobe založenej na virtuálnom prototypovom závode“. Samotný koncept vymyslel inžinier NASA, ktorý bol kolegom profesora.

1971yes/bigstock.com

„Digitálne dvojčatá“ sú vo svojom jadre konceptom, ktorý kombinuje umelú inteligenciu, počítačové učenie a softvér so špeciálnymi údajmi na vytváranie živých digitálnych modelov. Tieto „digitálne dvojčatá“ sú neustále aktualizované, keď sa fyzické prototypy menia.

Odkiaľ získavajú digitálne dvojčatá údaje na samoobnovenie?

Digitálna kópia, ako sa na umelú inteligenciu patrí, sa neustále samoučí a zdokonaľuje. Na tento účel „digitálne dvojča“ využíva poznatky od ľudí, iných podobných strojov, z väčších systémov a prostredia, ktorého je súčasťou.

Michael Greaves navrhol tri zo svojich požiadaviek, ktoré musia „digitálne dvojčatá“ spĺňať. Prvým je, aby zodpovedal vzhľadu pôvodného objektu. Treba pochopiť, že podobne vzhľad- to nie je len celý obrázok, ale aj zhoda jednotlivých častí so skutočným "dvojčaťom". Druhá požiadavka súvisí so správaním dvojičky pri testovaní. Poslednou a najťažšou sú informácie, ktoré sa získavajú od umelej inteligencie o výhodách a nevýhodách reálneho produktu.

1971yes/bigstock.com

Ako zdôrazňuje Michael Greaves, keď sa začali používať digitálne kópie, dokonca aj kritérium fyzickej podobnosti sa považovalo za ťažko splniteľné. Dnes, akonáhle je digitálne dvojča v prvých parametroch totožné, už sa dá použiť na riešenie praktických problémov.

Prečo potrebujeme „digitálne dvojčatá“?

Digitálne kópie sa vytvárajú na optimalizáciu výkonu fyzických prototypov, celých systémov a výrobných procesov.

Podľa Colina J. Parrisa, Ph.D., viceprezidenta pre softvérový výskum v GE Global Research Center, sú „digitálne dvojčatá“ hybridným modelom (fyzickým aj digitálnym), ktorý je vytvorený špeciálne pre špecifické obchodné účely, napr. predvídať poruchy, znižovať náklady na údržbu, predchádzať neplánovaným výpadkom.

1971yes/bigstock.com

Colin J. Parris uvádza, že keď hovoríme o „digitálnych dvojčatách“, tento systém funguje v troch fázach: vidieť, myslieť a robiť. Vo fáze „vízie“ ide o získanie údajov o situácii. Tieto informácie sú dvojakého druhu: prevádzkové údaje (napr. bod varu) a údaje o životnom prostredí. Ďalší krok, ktorý Colin J. Parris predbežne nazval „premýšľať“, súvisí so skutočnosťou, že v tejto fáze „digitálne dvojča“ pre rôzne požiadavky môže poskytnúť možnosti, ako najlepšie konať v danej situácii alebo ktoré možnosti sú pre obchodné účely. Umela inteligencia využíva na analýzu napríklad historické informácie, prognózy príjmov a výdavkov a poskytuje niekoľko možností, ktoré sú založené na rizikách a presvedčení, že tieto návrhy ich dokážu znížiť. Posledný krok„urobiť“ priamo súvisí s implementáciou toho, čo je potrebné urobiť.

1971yes/bigstock.com

Pomocou „digitálnych dvojčiat“ napr. vidím zvnútra problému fyzického objektu.

Vo výrobe už nie je potrebné, aby sme na odhalenie diery videli napríklad celú turbínu pred sebou. Technológia „digitálnych dvojčiat“ vám umožní vidieť problém v reálnom čase pomocou počítačovej vizualizácie.

Podľa Zvi Fejera, EVP pre softvérové ​​inžinierstvo v spoločnosti Siemens, je digitálne dvojča PLM riešením na ceste k Industry 4.0.

Aké druhy „digitálnych dvojčiat“ už existujú?

Ako sme už povedali, „digitálne dvojčatá“ sa aktívne používajú v priemysle: dvojčatá častí (ktoré sú vyrobené pre konkrétnu výrobnú časť), dvojčatá výrobkov (súvisiace s uvedením produktu, ich hlavnou úlohou je znížiť náklady). Údržba), procesné dvojičky (ich cieľom môže byť napr. zvýšenie životnosti), systémové dvojičky (optimalizácia celého systému ako celku).

1971yes/bigstock.com

Stovky miliónov „digitálnych dvojčiat“ čoskoro nahradia ľudskú prácu, tvrdí high-tech výskumná a poradenská agentúra Gartner. Niektoré spoločnosti to už robia. Nie je potrebné mať zamestnanca, ktorý by sa podieľal na diagnostike problémov vo výrobe. V reálnom čase s pomocou „digitálnych dvojčiat“ môžete získať všetky potrebné údaje a byť vopred pripravený na opravu zariadenia.

A čo „digitálne dvojča“ samotného človeka?

chagpg / bigstock.com

Pre tých, ktorí chcú mať kamaráta terminátora, ktorý by rozmýšľal ako ty, pomáhal vo všetkom, bol bratom a priateľom, máme dobrú správu. Podľa futuristu a teoretického technológa Johna Smitha je takáto budúcnosť už na dosah. Verí, že v blízkej budúcnosti dôjde k tzv softvérových agentov, ktorý bude vopred predvídať želania, správanie svojho skutočného náprotivku a bude vykonávať nejaké úkony za svoj ľudský náprotivok.

„Digitálne dvojča“ bude môcť nakupovať, robiť obchodné rozhodnutia, zapájať sa do spoločenských aktivít – vo všeobecnosti bude môcť robiť všetko, na čo niekedy nemáme dostatok času.

Taktiež budeme môcť presunúť všetku rutinnú prácu na nášho dvojníka. Navyše, podľa Johna Smitha, naše digitálne klony budú poznať naše záujmy, preferencie, politické názory a v prípade potreby si ich budú vedieť obhájiť, keďže budú mať ucelenejší historický kontext a uvidia celý moderný obraz sveta. . A dokonca aj súcit. Ukáže sa nám napríklad „digitálne dvojča“, ktoré bude vedieť odhadnúť náš emocionálny stav.

Všetko to znie ako utopický filmový scenár. Cítim niečo zložité. Aké sú nevýhody „digitálnych dvojčiat“?

Nevýhody „digitálnych dvojčiat“ sú zrejmé. Prvá otázka sa týka našej bezpečnosti. Digitálne klony využijú všetky možné zdroje na doplnenie informácií o nás. Toto sú algoritmy, ktoré zhromažďujú údaje z účtov sociálne siete a naša osobná korešpondencia a akékoľvek dokumenty a súbory, ktoré sa nás tak či onak týkajú. Samozrejme, nemôže to byť len alarmujúce: ako sme už zistili, „digitálne dvojčatá“ sa dokážu neustále aktualizovať a zlepšovať. Jednou z priorít by preto malo byť vytvorenie právneho rámca na určenie „medzí prípustnosti“ umelej inteligencie.

chagpg / bigstock.com

Neprepadajte však panike. Vezmite si príklad od Johna Smitha: zostáva optimistom a verí, že „digitálne dvojčatá“ nedokážu nahradiť ľudstvo. Jednoducho sa stanú inými verziami človeka, ktorý s nami môže v pokoji koexistovať.

Ak nájdete chybu, zvýraznite časť textu a kliknite Ctrl+Enter.