2 مارس 2022 – توسط دانیل کالینز – اعتبار تصویر: Entso-E
تولید ساده ترین محصول نیز حتی نیازمند تخصص در مواد، تجهیزات، عملیات و جریان فرآیند است. و وابستگی‌های متقابل این عناصر، «درست کردن آن را در اولین بار» در هنگام راه‌اندازی یک خط تولید جدید یا اصلاح فرآیند موجود، بسیار دشوار می‌کند. هر عنصر، از طراحی محصول گرفته تا طرح تولید و سیستم کنترل، احتمالات متعددی را برای خطاها یا ناکارآمدی‌ها ایجاد می‌کند که کشف آن‌ها تا زمانی که سیستم راه‌اندازی و راه‌اندازی نشود، دشوار است. اما دوقلوهای دیجیتال این عدم قطعیت ها را با ارائه راهی برای طراحان و برنامه نویسان برای آزمایش و تأیید سیستم دنیای واقعی قبل از استقرار دارایی های فیزیکی کاهش داده و یا حذف می کنند.
بر اساس نظر کنسرسیوم دیجیتال -دوقلو، یک دوقلوی دیجیتال “نماینده مجازی موجودیت ها و فرآیندهای دنیای واقعی است که در یک رویکرد مشابه و طراحی بطور دقیق مشخص هماهنگ شده اند.”
به طور خاص تر، یک دوقلوی دیجیتال نسخه دیجیتالی یک جزء، ماشین یا فرآیند دنیای واقعی است که دقیقاً سیستم دنیای واقعی را تکرار می کند. دوقلو دیجیتال از داده‌های مربوط به ویژگی‌های فیزیکی و عملیاتی محصول، ماشین یا فرآیند ایجاد می‌شود – از جمله همه چیز از صورت‌حساب مواد و خواص مکانیکی، کنترل منطق و وضعیت عملیاتی، عملکرد ماشین و تشخیص. این داده ها بین سیستم دنیای واقعی و دوقلوی دیجیتالی آن از طریق یک رشته دیجیتالی منتقل می شود و به دوقلو دیجیتال اجازه می دهد نه تنها محصول یا فرآیند فیزیکی را تکرار کند، بلکه دقیقاً رفتار آن را نیز تقلید کند.
دوقلوهای دیجیتال
یک دوقلو دیجیتالی نمایشی دقیق و مجازی از یک محصول یا فرآیند فیزیکی است که دقیقاً سیستم دنیای واقعی و رفتار آن را تکرار می کند.
یکی از اجزای کلیدی تعریف کنسرسیوم دیجیتال- دوقلو از دوقلوی دیجیتال به طور منظم – ترجیحاً در زمان واقعی – به روز می شود تا اطمینان حاصل شود که با محصول فیزیکی، ماشین یا فرآیند همگام باقی می ماند. این امر به ویژه برای دوقلوهای دیجیتالی که برای کمک به طراحی و راه اندازی، قبل از ایجاد یک محصول یا اجرای یک فرآیند توسعه یافته اند، مهم است. در این سناریوها، هنگامی که نسخه دنیای واقعی در جای خود قرار گرفت، احتمالاً دوقلوی دیجیتال باید به روز شود تا تغییرات ایجاد شده در دنیای واقعی را که توسط نسخه دیجیتال ثبت نشده است، منعکس کند. در غیر این صورت، دوقلوی دیجیتال به نمایشی نادرست از وضعیت دنیای واقعی تبدیل می‌شود و استفاده از آن برای به‌روزرسانی‌ها، اصلاحات یا تعمیرات آتی می‌تواند منجر به اتلاف تلاش، زمان و هزینه شود.
رشته دیجیتال یک چارچوب ارتباطی است که انواع داده ها و قالب های متفاوتی را از یک محصول یا فرآیند در طول عمر آن – از توسعه و طراحی تا خدمات و از کار انداختن، ضبط می کند. این داده ها از سیستم هایی مانند CAD، PLM (مدیریت چرخه عمر محصول)، دستگاه های IIoT، ERP (برنامه ریزی منابع سازمانی) و MES (سیستم های اجرایی ساخت) استخراج می شوند. علاوه بر جمع‌آوری و ادغام داده‌ها، دوقلو دیجیتال از یادگیری ماشینی و هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل داده‌ها و در دسترس قرار دادن آن‌ها به ذینفعان به روشی ثابت و قابل اعتماد استفاده می‌کند.
رشته دیجیتال
رشته دیجیتال پلی بین بخش یا فرآیند واقعی و دوقلوی دیجیتال آن است.اعتبار تصویر: altexsoft
در زمینه دوقلوهای دیجیتال، رشته دیجیتال پیوند بین محصول، ماشین یا فرآیند واقعی و دوقلو دیجیتال آن است.
برای تولید صنعتی و اتوماسیون، دوقلوهای دیجیتال طراحی و راه اندازی یک سیستم – از جمله برنامه های کنترل حرکت و منطق عملیاتی – را در دنیای مجازی، قبل از ساخت نمونه های اولیه و نصب تجهیزات ممکن می کنند. بنابراین طراحان و مهندسان کنترل می توانند سناریوها را آزمایش کرده و سیستم را قبل از نصب بهینه کنند و زمان ساخت، برنامه نویسی و عیب یابی واقعی را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. و برای سیستم‌های موجود، دوقلوهای دیجیتال به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهند که طرح‌های محصول، فرآیندها یا روش‌های تولید جدید را شبیه‌سازی کنند، این تغییرات را قبل از اجرای آن‌ها در طبقه تولید تأیید و بهینه‌سازی کنند، بنابراین زمان خرابی و اختلال در تولید به حداقل می‌رسد.
فراتر از طراحی و ساخت، از دوقلوهای دیجیتال می توان برای تشخیص و عیب یابی مشکلات یک فرآیند، ماشین یا محصول استفاده کرد. به عنوان مثال، با مقایسه عملکرد یا نتیجه ایجاد شده توسط دوقلوهای مجازی با عملکرد یا نتیجه تولید شده توسط دوقلوهای فیزیکی، می‌توان اختلافات را مشخص کرد و مشکلات مربوط به دوقلو فیزیکی را آسان‌تر شناسایی کرد. و هنگامی که با ابزارهای واقعیت افزوده AR (واقعیت افزوده) همراه شود، می‌توان از دوقلوهای دیجیتال برای کمک به تکنسین‌ها برای تعیین مؤثرترین و کارآمدترین راه‌های تعمیر استفاده کرد.
حتی اگر تمام داده‌های لازم برای ایجاد دوقلوهای دیجیتالی در سازمان وجود دارد، این داده‌ها اغلب در بخش‌های مختلف ذخیره و منتقل می‌شوند.
در شبکه های مختلف با استفاده از پروتکل های متعدد برای غلبه بر این چالش‌ها، بسیاری از شرکت‌های نرم‌افزار سازمانی سنتی، ارائه‌دهندگان تجهیزات صنعتی و شرکت‌های مدیریت چرخه عمر محصول، نرم‌افزار و فرآیندهایی را ایجاد کرده‌اند که هم در رشته‌های دیجیتال و هم در پیاده‌سازی دوقلوی دیجیتال کمک می‌کنند.
