Каждый день мы слышим все новые и новые технологические термины, которые не всегда понятны с первого взгляда. Что ж, мы в SL Soft готовы помочь нашим читателям разобраться в хитросплетениях актуальных информационных технологий.
Сегодня поговорим о цифровых двойниках
Что это такое
Если вам кажется, что это нечто из области подмены личности в интернете, то спешим вас успокоить. На самом деле цифровой двойник вещь невероятно полезная для разных сфер и областей. По факту это цифровая или проще говоря виртуальная модель любых объектов, систем, процессов или людей, которая воспроизводит форму и действия оригинала и синхронизирована с ним.
В то же время, цифровой двойник не только 3D-визуализация производства, в первую очередь, это инструмент для предотвращения кризисных ситуаций. Он, как гадалка, может предсказать проблемы до того, как они произошли, и в принципе смоделировать любые ситуации и действия с оригиналом в тех или иных условиях.
Для чего нужно
Доходчиво рассказать о цифровых двойниках мы попросили наших коллег из продуктового направления Polymatica, которое в контуре SL Soft отвечает за инструменты работы с большими объемами информации с использованием алгоритмов интеллектуального анализа данных и машинного обучения, и в частности за создание подобных двойников.
Объясняет Илья Тихонов,
владелец продукта Polymatica ML компании SL Soft:
Цифровой двойник — это виртуальная копия реального объекта, системы или процесса, которая синхронизируется с оригиналом и позволяет предсказывать проблемы и оптимизировать работу. Когда речь идет о сложном и дорогостоящем оборудовании, прежде чем начинать испытания, естественно, лучше создать виртуальную модель, которая предскажет исход этих работ. К тому же, использование цифровых двойников позволяет избежать вреда для людей и окружающей среды.
Входными данными для создания цифрового двойника служат показания различных датчиков, телеметрия и другие источники информации (в т.ч. выходы и аналитика от других моделей машинного обучения (ML)).
Эти данные обрабатываются и анализируются с помощью разнообразных моделей ML, чтобы создать точную виртуальную модель объекта. Пользователь взаимодействует с цифровым двойником через специальные интерфейсы, получая прогнозы, рекомендации и возможность тестирования различных сценариев без риска для реальных объектов.
Проще всего понять по конкретным примерам, особенно когда это волнующие всех темы:
Дорожные работы:
Для создания цифрового двойника дорожной инфраструктуры города используются данные от разных источников: учет трафика на дороге, погодные станции, прочие метаданные.
Эти данные поступают на вход системы, где они обрабатываются и анализируются ML-моделями. На выходе пользователь получает рекомендации по оптимальному времени и месту проведения дорожных работ, что помогает минимизировать заторы и неудобства для жителей. Именно поэтому в последние годы асфальтовое покрытие дорог чаще всего меняют ночью.
Электросамокаты:
Это еще одна наболевшая тема для жителей крупных городов. Виртуальная модель города для управления движением электросамокатов собирает данные о местоположении самокатов, их заряде, маршрутах и зонах парковки. По аналогии эти данные используются для выявления наиболее загруженных маршрутов и проблемных зон с помощью алгоритмов машинного обучения. На выходе пользователь получает рекомендации по оптимизации маршрутов и распределению самокатов, что помогает избегать перегрузок и улучшает общую долговечность транспорта.
Производство:
В производственном цехе используются данные от датчиков на оборудовании: информацию о работе, температуре, влажности, вибрациях и других параметрах. Все это помогает в предсказании возможных поломок и оптимизации процессов управления персоналом. Через интерфейсы мониторинга пользователь может получать предупреждения о потенциальных проблемах и рекомендации по обслуживанию. Это позволяет улучшить эффективность и безопасность производства, а также снизить расходы на обслуживание и ремонт оборудования.
Где еще применяются цифровые двойники
ИТ
Все, что связано с диджитализацией, из этой же диджитализации и выросло. Цифровые двойники моделируют и работу отдельных устройств, и функционал разветвленных сервисов, и развитие целых сетей, проводя нагрузочные тесты и выявляя слабые места для защиты от киберугроз.
Крупные производственные компании
Сюда входят как производители станков для заводов, так и автомобильные и авиационные концерны, и многие другие. Цифровые двойники позволяют создавать как отдельные детали, так и моделировать работу этих деталей непосредственно в устройствах: хоть в конвейере, хоть в самолете, хоть в тракторе.
Архитектура и дизайн
Здесь все очевидно — цифровое моделирование максимально упрощает работу с расчетами, исключая возможность ошибок. А виртуальная визуализация позволяет увидеть будущее здание или оформление любого пространства, когда реального объекта еще даже не существует. В этом плане виртуальные двойники стали незаменимым помощником урбанистов, которые занимаются развитием городской среды. Например, есть цифровые двойники целых городов, где все системы обеспечения не только повторяют реальные коммуникации, но и могут управлять ими, конечно же, руками человека.
Логистика и транспорт
Современное общество не может существовать без транспортных систем и логистических услуг. Без метро и наземного транспорта будет невозможно добраться на работу или учебу, а без доставки грузов — элементарно купить в магазине еды. С помощью цифровых двойников государственные структуры и частные компании контролируют и оптимизируют маршруты транспорта, количество техники, работу служб и пассажиропотоки.
Медицина
Цифровизация позволила медицине шагнуть далеко вперед. Виртуальные двойники могут использоваться как для частных случаев, моделируя состояние отдельных пациентов и отслеживая в реальном времени их показатели, так и для масштабных исследований.
Наука и образование
Диджитал-моделирование делает сложные физические объекты и явления более простыми для изучения. Можно вспомнить старый фильм «Смерч», где группа исследователей гоняется за торнадо, чтобы закинуть в него датчики для моделирования. Теперь рисковать жизнью для таких данных не нужно — съемки со спутников и цифровые двойники воссоздают их без угрозы для жизни. Космическая отрасль без них тоже не будет развиваться, хотя моделирование не всегда помогает отправить в космос аппарат с первого или даже десятого раза, Илон Маск это подтвердит. Но без цифровых двойников это было бы еще сложнее.
Торговля
Будь то ретейл, или b2b-сегмент, цифровые двойники прогнозируют загрузку складов и торговых залов, оценивают потоки клиентов, рассчитывают и поддерживают уровень освещения, температуры и многого другого.
Сельское хозяйство, добыча и управление ресурсами
Виртуализация процессов добычи полезных ископаемых спасла множество жизней, поскольку разработка месторождений в современных условиях проходит не вслепую, а после множества тестов цифровых двойников. Они же помогают высчитывать климатические условия и урожайность с учетом различных данных, делая сферу сельского хозяйства более предсказуемой и эффективной.
