Эволюции цифрового двойника (далее – ЦД) и технологий, на которых он базируется, посвящен целый ряд исследований. Наибольшее распространение приобрела концепция четырех эволюционных этапов, охватывающих периоды от создания физических объектов без цифрового прототипа до информационного обмена и обновления между физическим объектом и его ЦД в реальном времени [1]. Общеизвестно, что ЦД базируются на целом ряде эволюционирующих технологий, в связи с чем их развитие напрямую зависит от роста возможностей этих технологий [2]. В сегодняшних реалиях, в условиях роста рынка ЦД, особый интерес представляет рассмотрение эволюции технологий автоматизации сбора и анализа данных на ИТ-платформах. Обратим внимание на технологии IoT (internet of things – интернет вещей), Big Data (больших данных), искусственного интеллекта, которые ответственны за получение информации от физического двойника об обработке этих данных и создании моделей, на них основанных.
Чтобы ЦД оперативно отображал текущее состояние физического объекта, необходимо разместить датчики в этом объекте и обеспечить постоянный сбор данных. Для того чтобы обеспечить функционал сбора и обработки информации о состоянии и эксплуатационных характеристиках наблюдаемых объектов, еще в конце 60-х гг. были разработаны специальные измерительные комплексы, состоящие из аналоговых датчиков и специальных контроллеров, включающих аналого-цифровые преобразователи и средства предварительной обработки. С появлением простейших процессоров, такие контроллеры стали логически-программируемыми (Programmable Logic Controller, далее – PLC) и позволили обрабатывать информацию прямо на контроллере, а также изменять, дорабатывать, оптимизировать алгоритмы обработки информации, не внося изменения в физический конструктив, включая измерительные комплексы, что в свою очередь существенно удешевило процесс измерений, аналитики и существенно облегчило задачи инженерам в сфере возможности получения и обработки информации с измерительных комплексов.
Контроллер собирал аналоговые сигналы с разных датчиков, непосредственно подключаемых к нему. Например, принимаемый сигнал мог переводиться на более высокую частоту для агрегации с другими подобными аналоговыми сигналами. Совокупность данных в виде суммы импульсов от периферийных устройств проходила первичную обработку с помощью цифрового приемника, который передавал сигнал в общую шину, в соответствии с логикой, реализованной с помощью сетевого протокола передачи данных. Транспортная шина использовалась для доставки данных разных PLC на сервер обработки и хранения полученных данных. В частности, по такому принципу работают системы SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition – диспетчерское управление и сбор данных). Поначалу эти дорогостоящие системы использовались преимущественно для промышленной эксплуатации. Постепенно эволюционировала технология передачи данных от PLC до сервера SCADA. Был разработан промышленный Ethernet, что позволило снизить стоимость и перейти на увеличение объема сбора и обработки данных. Параллельно совершенствовались датчики. Появились датчики разных форм и размеров, способные быстро измерить практически любую физическую величину (датчики температуры, движения, ускорения, прикосновения, атмосферного давления, влажности и т. п.). Помимо усовершенствования самих датчиков, были решены многие задачи по улучшению схем резервирования датчиков в критически важных системах, разработаны схемы оптимизации расположения распределенных датчиков, минимизации стоимости измерительных систем, выбора оптимальной технологии для передачи информации, ее хранения, обработки и так далее.
Список литературы:
- Денисова Н.А. Роль технологии цифрового двойника в процессах цифровой трансформации таможенного администрирования // Ученые записки Санкт-Петербургского имени В.Б. Бобкова филиала Российской таможенной академии. – 2021. – № 3(79). – С. 34-38. – EDN FGBTCX.
Ссылка для цитирования: Денисов С.Г. Технологии сбора и обработки данных для создания цифровых двойников // Бюллетень инновационных технологий. – 2023. – Т. 7. – № 2(26). – С. 12-17. – EDN ZKGLQC