Что такое технология цифровой двойник?

Таким двойником называют цифровую модель (копию) сложного материального объекта или процесса, благодаря которой проводится анализ и оптимизация его структуры и взаимодействия.

Теория двойника возникла в космической отрасли, сейчас применяется в авиа и машиностроении, и имеет перспективу развития для всех сложных процессов в самых разных отраслях.

Благодаря современным технологиям, принцип цифрового двойника позволяет исследовать процесс, выявить проблемы, и эффективно оптимизировать структуру для более качественной работы.

Технологии цифрового двойника

Процесс моделирования процессов в разных сферах и на разных уровнях существует уже давно.

Но такое глубокое моделирование в последнее десятилетие стало возможным благодаря современным решениям инновационных нововведений в компьютеризации, и позволяет получить следующие эффекты:

• Расширить способы и ускорить процесс тестирования.
• Повысить качество аналитики.
• Снизить расходы на комплексные проверки способностей объектов функционировать.

Эта технология уже отработана в космосе при изучении нагрузочных воздействий на корабли и спутники, а сейчас распространяется по разным отраслям.

Направления в применении цифрового двойника

С помощью двойника прогнозируются производственные процессы, определяется реально возможный ресурс оборудования, оптимизируются энергетические затраты.

Цифровые двойники имеют перспективу применения в таких сферах:

• В отраслях добычи и переработки нефти и газа, руд, полезных ископаемых.
• В отраслях авиа и машиностроения, космической промышленности, военно-промышленного комплекса, и даже в производствах товаров народного потребления.
• Моделирование ситуаций в коммунальном хозяйстве и муниципальных структурах.
• Широкие возможности применения в строительстве и архитектуре.
• В исследовании общественных и социальных ситуаций, а также в создании моделей команд для корпоративных структур.

Пример разработки цифрового двойника

Алгоритм использования цифровой копии двигателя внутреннего сгорания выглядит таким образом:

• Анализ проекта разрабатываемого ДВС.
• Создание его компьютерной копии в условиях виртуальной среды.
• Детализация всех компонентов и структур объекта.
• В виртуальной программной среде двойника создаются все режимы работы ДВС, и моделируются все возможные нагрузки и внешние воздействия на него.
• Вырабатывается модель реакций ДВС на нагрузки и воздействия, и воссоздается итоговое его состояние после нагрузок.
• Проводится комплексный анализ реакций, и создается комплекс решений по корректировке проекта.

Эффекты от использования цифрового двойника

Несмотря на сложность структуры и процесса построения двойника, затраты на его внедрение окупаются многократно за счет эффекта ускорения и оптимизации при создании сложных технических или общественных систем.