Что такое цифровой двойник?

Чтобы создать цифрового двойника, необходимо импортировать концептуальные модели (с помощью BIM, CAD или GIS) либо отсканировать физические объекты в реальном мире. Так вы сможете визуализировать и проанализировать их с учетом корпоративных сведений и данных от Интернета вещей. Цифровой двойник работает на основе RT3D — технологии компьютерной графики, которая создает интерактивный контент быстрее человеческого восприятия. Она также может подбирать и упорядочивать несколько источников данных (как информацию, так и модели), а затем представлять их в виде реалистичных интерактивных визуализаций. 

Цифровые двойники воссоздают в виртуальной среде движения, силы и взаимодействия, которые могут быть характеры объектам в материальном мире. Благодаря этому пользователи могут взаимодействовать с динамическим 3D-контентом, который в реальном времени реагирует на их действия. В такой виртуальной среде можно эффективно имитировать реальные условия, а также всевозможные сценарии и обстоятельства. Это позволяет мгновенно визуализировать последствия событий на любой платформе, в частности мобильных устройствах, компьютерах и устройствах дополненной (AR), смешанной (MR) и виртуальной (VR) реальности.

Развертывание каждого цифрового двойника уникально. Оно часто выполняется поэтапно, а каждая последующая фаза работы сложнее и важнее предыдущей. Цифровым двойником может быть 3D-модель компонента продукта и даже точная копия такой масштабной системы, как город, где каждая составляющая динамически связывается с данными проектирования, строительства и эксплуатации.

Благодаря цифровым двойникам команды разного профиля во всем мире могут принимать верные решения на каждом этапе жизненного цикла сложного решения — от его проектирования и создания до эксплуатации и обслуживания.

Идею изучать физические объекты с помощью цифровых двойников предложила организация NASA в 1960-х годах. Специалисты на земле создали копии кораблей в космосе, чтобы использовать этих двойников в исследовательских миссиях. Возможности технологии были наглядно продемонстрированы во время миссии корабля «Апполон-13». С помощью подключенных двойников центр управления смог быстро изменить симуляции в соответствии с условиями поврежденного космического корабля. Команда адаптировала стратегии устранения неполадок и смогла безопасно вернуть космонавтов домой.

В начале 1970-х годов частичным аналогом цифровых двойников служили компьютеры-мейнфреймы. Они использовались для управления крупными объектами наподобие электростанций. В 1980-х годах появились 2D-системы CAD (например, AutoCAD), в которых можно было создавать технические чертежи. Эта технология позволила проектировать на компьютере все что угодно и быстро вошла в инструментарий миллионов дизайнеров и инженеров.

К 2000-м годам появились 3D-системы CAD с возможностью параметрического моделирования и симуляции. Они открыли более интеллектуальные способы проектировать сложные структуры вроде базы данных с взаимосвязанными объектами. Перенесемся в середину 2010-х годов. В это время все ведущие поставщики 3D-систем CAD запустили облачные решения для совместной работы и управления проектами, а вскоре и для генеративного дизайна. Несмотря на это, CAD-инструменты по-прежнему приходилось устанавливать на стационарные компьютеры.

Наше время — это начало новой эпохи цифровых двойников на основе RT3D, которые превосходят информационные панели и 3D-модели. Новая технология собирает данные из разных источников на любом устройстве или платформе, что улучшает совместную работу, визуализацию и принятие решений.

Развернув цифрового двойника, клиенты сразу заметят, насколько доступнее стали данные. Со временем затраты на его обслуживание снизятся, а клиенты смогут принимать более взвешенные решения относительно изменений в рабочих процессах. Более того, они смогут значительно экономить средства, оптимизировать обслуживание и повышать операционную эффективность. Удачный исходный проект положительно скажется на последующих этапах работы, поскольку проектирование определяет 80–90% расходов во время сооружения, эксплуатации и обслуживания объекта.

Использование цифровых двойников улучшило совместную работу и коммуникацию при проектировании, а также упростило сбор данных и координацию сотрудничества перед строительством.

Инструктажи по технике безопасности, а также меры контроля и обеспечения качества, которые стали возможны благодаря цифровым двойникам, существенно снизили количество ошибок и несчастных случаев в строительной сфере. Обслуживание и эксплуатация с использованием цифровых двойников позволяет оптимизировать операционную деятельность, снизить время простоя, а также сократить расходы на обслуживание и содержание персонала.

Взаимодействие с данными в реальном времени меняет подход к принятию решений относительно проектирования, эксплуатации и обслуживания. Возможность визуализировать и симулировать сложные операции в RT3D-среде не только оптимизировала работу с ресурсами, но и открыла новые векторы создания, конструирования и использования любых физических пространств и объектов на планете.

Digital twins are visualizations built from conceptual models (e.g., BIM, CAD, or GIS) or scans of physical entities (e.g., manufactured products or facilities). The Internet of things (IoT) refers to a network of physical objects that possess unique identifiers (UIDs) and contain embedded technology. This enables them to communicate and interact with other objects over the internet, collecting real-world and real-time data. When digital twins integrate with IoT data, they can provide insights into the performance of an asset at specific points in time, and help users evaluate potential outcomes and plan resolutions.

With access to IoT sensors and data, digital twins can capture a holistic view of the virtual model to unlock deeper operational intelligence. For example, a digital twin of an engine might contain information about its performance characteristics and allow engineers to run simulations to test new designs or measure the impact of future changes. 

While there are many different types of digital twins, they all share a number of common characteristics. They use digital representations of physical objects and systems, contain UIDs so that they can be easily identified by devices on the internet, and allow for bidirectional communication between themselves and physical IoT devices to exchange information and coordinate actions.

Одно дело — собрать исчерпывающие данные, но совсем другое — правильно ими распорядиться. Лучшие решения принимаются на основе данных, но их польза напрямую зависит от вашей способности симулировать и прогнозировать бизнес-сценарии.

Любое предприятие в ходе цифровой трансформации рискует накопить чересчур много необработанных данных, с которыми оно не будет успевать работать. В наше время куда проще собирать данные, нежели затем их обрабатывать, фильтровать, объединять и преобразовывать в информацию, которая будет полезна пользователю в его ситуации.

Главная трудность — максимально эффективно использовать информацию. В базах данных, электронных таблицах и моделях (CAD, BIM и GIS) хранится множество корпоративных сведений и данных IoT. Цифровые двойники на основе RT3D найдут им применение.

Все больше продуктов, оборудования, заводов, зданий и городов перестают быть просто объектами физического мира и получают точную виртуальную копию. Цифровые двойники есть даже у людей. С появлением метавселенной на базе RT3D Интернет вновь изменится, а вместе с ним и представление о взаимосвязанности систем, устройств и людей. 

Метавселенная позволит сформировать новую экономику с безграничными возможностями иммерсивности в межцифровых и гибридных пространствах. С помощью новой технологии можно будет как управлять модернизацией объекта, так и персонализировать покупку транспортного средства.