XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Понятие «цифровой двойник» можно назвать результатом развития концепции цифровой деятельности и промышленного Интернета Вещей. Впервые о данном понятии начали говорить в 2003 году. Опорой для рассуждения данной темы стала статья профессора университета Флориды Майкла Гривза «Цифровые двойники превосходство в производстве на основе виртуального прототипа завода» [1].

В настоящее время разные сферы производства активно внедряют данные технологии в свою деятельность. С учетом того, что с каждым годом уровень использования цифровых ресурсов становится выше, цифровые двойники стали неотъемлемой частью строительства, экономики, сферы обслуживания и многих других направлений. С помощью данного продукта цифровой деятельности происходит оптимизация многих рабочих процессов. Например, цифровые двойники позволяют человеку увидеть виртуальный мир, что многократно сокращает затраты его ресурсов при планировании какого-либо проекта. Цифровые двойники помогают предприятиям решать их физические задачи с минимальными потерями. Их активно применяют в сферу обслуживания, для быстрой и качественной работы с клиентами. С этим типом интеллектуального архитектурного проектирования компании могут реализовывать ценность и выгоды итеративно и быстрее, чем когда-либо прежде [1].

Анализируя на результаты исследований, можно утверждать, что тема цифровых двойников актуальна, и она будет актуальна до тех пор, пока человечество не перерастет из информационного общества во что-то совершенно иное.

Исходя из теории, цифровые двойники – это виртуальный прототип реальных производственных активов – скважины, турбины, ветроэлектрической установки и т.д. Это сложный программный продукт, создается он на основе самых разнообразных данных и с помощью многочисленных IoT-датчиков.

Тему цифровых двойников обсуждают многие авторы, и некоторые из них считают, что промышленные и научные определения отличаются по своей сути. Одно из них представляет интегрированную модель данного продукта, что должно отражать производственные дефекты и возможный износ данного продукта [2]. Второе определяет понятие цифрового двойника как цифровая модель физического объекта с поддержкой датчиков, что позволяет показывать объект в режиме реального времени [2]. Есть вероятность того, что эксперты, которые внедряют данную технологию в разные сферы жизнедеятельности человека, могут опираться как на одно, так и на второе определение цифрового двойника.

Несмотря на всю сложность данного цифрового явления, оно стало неотъемлемой частью многих сфер человеческой жизни. Применение цифровых двойников можно отследить в проектировании, в логистике, в экономике, в сфере обслуживания. Сейчас человек сталкивается с этим везде. Рассмотрим одно из направлений использование цифровых двойников.

Несколько лет цифровые двойники используются в сфере промышленного дизайна и испытания. По мнению экспертов, каждая деталь сложной конструкции тщательно создается, а за тем проходит испытания на прочность и выносливость [3]. Помимо этого, объемные и дорогостоящие детали, на создание которых уходит большое количество временного ресурса, можно заменить на трехмерную модель, то есть на цифрового двойника. Использование цифровых двойников гарантирует на 95% точность прогноза реакции оборудования на эксплуатационные нагрузки и снижение эксплуатационных расходов 5-10%.

Если говорить о сферах деятельности, которые близки к жизни человека, то здесь цифровые двойники также играют немаловажную роль. Так как цифровой двойник является виртуальной копией любого объекта, процесса и даже самого человека, то его можно встретить в медицине. На данный момент разные направления медицины либо внедрили, либо на пути к использованию цифровых двойников.

Рассмотрим использование цифровых двойников в лечении аутизма. По данным CDC у 1% или 70 млн жителей планеты выявлено расстройство аутистического спектра, то есть этим людям тяжело коммуницировать с внешним миров, но им необходима медицинская помощь. Инновационные технологии предлагают таким людям использовать VR-устройства, с помощью которых пациенты смогут проходить социализацию, находясь в безопасной для них территории. Oculus финансирует похожие проекты. Как мы видим, сфера применения цифровых двойников безгранична и неисчерпаема.

Нас заинтересовала эта тема, потому что общество все больше внедряет технологии, которые основываются на цифровых двойниках. Начиная с атомной энергетики, заканчивая сферой обслуживания. Как мы видим, сейчас самые разные сферы человеческой деятельности переплетаются с цифровизацией. Благодаря цифровым двойникам развитие общества сделало огромный скачок вперед, что благоприятно отразилось во многих сферах.

По последним данным, в следующем году может стартовать проект по дублированию основных документов человека в цифровые аналоги [4]. Данный проект предложил глава Минцифры Максут Шадаев, основываясь на том, что данную технологию применили в период самоизоляции в виде цифровых пропусков. По его словам, цифровые документы будут храниться в приложении, и в 9 из 10 случаев их можно будет использовать вместо тех, которые будут на бумажном носителе. Нам кажется, что данная идея достаточно интересна, за исключением увеличения риска утечки данных.

Опасность использования цифровых двойников касается не только документов, но и многих других аспектов жизни общества. С ростом цифровизации человек все больше полагается на технику, что приводит к проблемам разного масштаба. Нельзя сказать, что система использования цифровых двойников идеальна, нет, но все чаще происходят неприятные ситуации из-за человеческого фактора.

С каждым годом область применения цифровых двойников становится все более обширной. Благодаря данному цифровому явлению общество сможет:

прогнозировать с существенно более высокой степенью достоверности состояние объекта, возможные нештатные ситуации, оперативно на них реагировать, снижая угрозы безопасности, здоровью людей и окружающей среде;

увеличить глубину понимания процессов, происходящих в объекте и продукте, за счет наработки расширенной статистики «виртуальной» эксплуатации объектов;

более точно рассчитывать экономику проекта и управлять ею;

выявлять слабые звенья и улучшать конструктивные особенности;

сократить время внедрения необходимых изменений [5].

Но все же не стоит забывать, что нерациональное использование цифровых двойников может приводить к проблемам, которые, если их вовремя не решить, могут повлечь за собой серьезные последствия.

Источники

Michael W. Grieves Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication – LLC, 2014

https://www.tadviser.ru/index.php/Аналитика_TAdviser

https://cyberleninka.ru/article

https://www.rbc.ru/society/02/11/2020/5fa011719a794778d66753da

Кокорев Д. С., Юрин А. А. Цифровые двойники: понятия, типы и преимущества для бизнеса 2019

Код для цитирования: Скопировать