Что такое цифровой двойник, и как его внедрить на предприятии

Успех компаний во многом зависит от их гибкости и скорости принятия решений. Бизнес, который уже встал на путь цифровой трансформации, сможет быстрее остальных сориентироваться в текущей ситуации и на основе имеющихся данных выработать тактику и стратегию действий. Моделировать различные ситуации, предотвращать остановку рабочих процессов, интегрировать все системы предприятия в единое целое – все это становится возможным благодаря цифровым двойникам (ЦД, digital twins, DT).

Новый стандарт промышленности

Первыми на практике цифровых двойников стали использовать оборонные ведомства и концерны США и Европы, а сейчас их применение уже становится стандартом в промышленности. В России эта практика пока используется не так активно, хотя в нефтегазовом, энергетическом и в машиностроительном секторах уже внедряют эту технологию.

Да, что там отдельные компании, в ближайшем будущем целые города обретут свои виртуальные аналоги. Цифровые двойники позволяют объединить действующую инфраструктуру в одну систему и синхронизировать работу всех объектов. Но именно в промышленности они пользуются большей популярностью, так как на практике демонстрируют возможности по оптимизации процессов производственно-сбытовой цепочки и не только.

Согласно недавнему исследованию Gartner, 31% респондентов заявили, что используют ЦД для повышения безопасности сотрудников или клиентов, а 27% компаний планируют использовать их в качестве автономного оборудования, роботов или транспортных средств.

Какие задачи помогают решать цифровые двойники

Новые технологии становятся важными для решения предприятиями стратегических задач – от оптимизации процессов до планирования и управления активами. Если говорить конкретно о цифровых двойниках, то на разных этапах они помогают решать те или иные задачи:

  • На стадии проектирования помогают анализировать активы и процессы.
  • На этапе разработки концепции позволяют анализировать варианты проектов, исходя из имеющихся ресурсов.
  • На стадии развертывания и ввода в эксплуатацию – дополнять эксплуатационные и технические сведения по объекту.
  • На этапе эксплуатации – фиксируют отклонения и прогнозируют потенциальные отказы в работе до их возникновения и способы их предотвращения, что в итоге будет способствовать росту удовлетворенности клиентов качеством продукта или услуги.

Заложенные в цифрового двойника интеллектуальные механизмы позволяют организовать полный виртуальный цикл создания стоимости и даже обеспечить комплексное управление жизненным циклом предприятия.

Для проектирования объектов и умного управления ресурсами ПАО «ТатНефть» использует цифровые модели месторождений, которые помогают выбирать благоприятные геологические условия для размещения скважин и точки для бурения.

Для повышения производительности труда и конкурентоспособности в ПАО «КамАЗ» созданы 3D-модели почти 30 станков с ЧПУ, 20 универсальных обрабатывающих центров и более 50 единиц технологического оборудования, которые дают специалистам возможность моделировать механическую обработку, сборку и другие операции, снижая процент брака и повышая производительность труда в целом.

Что нужно для запуска цифрового двойника

  1. Виртуальный образ отдельного компонента, объекта, их совокупности, системы или процесса. Цифровой близнец является их полным отражением, не цифровой тенью, а математической моделью, позволяющей описывать поведение объекта с высокой степенью точности. С самого начала важно определить перечень характеристик и параметров для каждого конкретного типа объекта, на основании которых в дальнейшем будут производиться все действия, связанные с аналитикой и моделированием.
  2. Датчики и контроллеры. Цифровой двойник взаимодействует с реальным объектом не только при его разработке и производстве, но и на протяжении всего жизненного цикла изделия, вплоть до утилизации. Происходит это при помощи специальных устройств Интернета вещей (IoT – internet of things). Каждый объект реального мира необходимо оснастить уникальным идентификатором, позволяющим безошибочно присваивать параметры и характеристики цифровому двойнику объекта.
  3. Аппаратная часть и программное обеспечение. В зависимости от типа и особенностей функционирования реальной системы объектов используются различные средства переноса информации о состоянии объекта в базу цифрового двойника. Это и ручной ввод непосредственно человеком с мобильного терминала, и системы технического зрения, и модульные средства считывания в контрольных точках технологического процесса...
  4. Сеть для передачи данных. Для эффективной реализации системы с большим количеством распределенных объектов обычно используются сети беспроводной передачи данных.
  5. Data-центр или облачное хранилище данных. Безусловно, все полученные данные необходимо сохранять с достаточной для целей моделирования глубиной хранения данных и оперативно пополнять информацию. Облачные решения здесь будут предпочтительнее, но следует учитывать требования безопасности отдельно взятого предприятия.
  6. Прогнозная аналитика. Информация, полученная от виртуального близнеца посредством промышленного интернета вещей, помогает специалистам разрабатывать рекомендации по оптимизации и обслуживанию реального объекта. Для этих целей используется специальное программное обеспечение, которое в большинстве случаев пишется под конкретную задачу.
  7. Компетенции персонала. Работа с данными, которые ранее не были доступны, позволяет увидеть процесс по-новому и внести изменения. Но для такого видения необходимо адаптировать мышление, учиться замечать возможности и прогнозировать, давать рекомендации, исходя из полученных цифровых данных. Поэтому персоналу предприятия необходимо пройти обучение. Причем и непосредственным исполнителям, которые будут производить дополнительные действия с софтом, кроме штатных работ, и сотрудникам, отвечающим за эффективность технологического процесса.

Как выстроить работу цифровых двойников на предприятии

Часто бывает так, что цель, которая ставилась при создании системы, не всегда оказывается самым значительным достижением. Еще раз отмечу, что на начальном этапе крайне важно определить необходимый уровень параметров и характеристик объекта. Например, еще один дополнительный параметр может привести к перерасходу средств и вычислительных мощностей, перегруженности интерфейсов. Однако он же может открыть новые возможности для стремительного роста эффективности текущей системы и подсветить ранее скрытые ключевые проблемы процесса.

Одна из главных задач при выстраивании работы цифровых двойников – сфокусироваться на решении отдельных небольших задач с поэтапным наращиванием мощностей и масштабированием инновации на все предприятие. Важно создать техпроцессы на каждую операцию и внедрить цифровую инфраструктуру, прежде всего на производстве.

7 базовых шагов, чтобы выстроить работу цифровых двойников

  1. Определить цели, результаты, которых хотите достигнуть в итоге, сформировать стратегию.
  2. Провести анализ производственных и управленческих процессов, инфраструктуры, уровня информатизации и технического оснащения предприятия. Сопоставить со стратегией.
  3. Определить архитектуру решения, разработать концепцию и дорожную карту по реализации стратегии.
  4. Провести модернизацию управленческих процессов, обновить IT-инфраструктуру и техническое оснащение предприятия.
  5. Апробация решения.
  6. Оптимизация решения.
  7. Масштабирование решения.

В обозримом будущем будут создаваться digital twins не только отдельных процессов, но и целых предприятий, холдингов в разных отраслях промышленности, которые помогут прогнозировать и выявлять узкие места и проблемы в системах задолго до их появления, что в свою очередь позволит управленцам переключиться на решение стратегических задач.

Фото: freepik.com

Также читайте:

Комментарии
Руководитель, Москва

Что нужно для запуска цифрового двойника

Каждый объект реального мира необходимо оснастить уникальным идентификатором, позволяющим безошибочно присваивать параметры и характеристики цифровому двойнику объекта.

Не реально. Вы где-нибудь видели все объекы реального мира с присвоенным уникальным идентификатором? 

Информация, полученная от виртуального близнеца посредством промышленного интернета вещей, помогает специалистам разрабатывать рекомендации по оптимизации и обслуживанию реального объекта.

Не информация, а модели.. И прогнозная аналитика строится на основании моделей. По иному прогнозировать что-либо сложно. Скорее вначале прогнозируется поведение модели, а потом сравнение с оригиналом.. 

 адаптировать мышление

Вот любопытно будет посмотреть на аодптированное мышление.. Автору удалось свое мышление адоптировать? и как оно?

Руководитель управления, Москва

Автор пишет:

В обозримом будущем будут создаваться digital twins не только отдельных процессов, но и целых предприятий, холдингов в разных отраслях промышленности, которые помогут прогнозировать и выявлять узкие места и проблемы в системах задолго до их появления, что в свою очередь позволит управленцам переключиться на решение стратегических задач.

Если есть цифровые двойники процессов, то нам не нужны владельцы процессов, если есть ц. двойники предприятий, то не нужны топы предприятий. Если есть ц.д. холдингов - не нужны президенты этих холдингов. Есть ц.д отраслей - не нужны министры. Дальше пожалуй продолжать не буду...

Стратегии от людей, они лишь вносят сумятицу, смысл этих стратегий успеть на пару секунд раньше других. Но цифровые двойники и без топ менеджеров обо всем др с другом договорятся. Вобщем, не нужны стратеги, нужны бизнес-аналитики.

IT-менеджер, Москва
Максим Часовиков пишет:
Не реально. Вы где-нибудь видели все объекы реального мира с присвоенным уникальным идентификатором?  
  • Ну почему же? Каждый объект реального мира имеет свое название. Есть конечно, многозначные слова - омонимы, но это редкость. Поэтому уникальный идентификатор возможен
Нач. отдела, зам. руководителя, Беларусь

Единственные бенефициары цифровых двойников - это сами айтишники. Именно на них будут тратить деньги с призрачным обещанием в будущем увеличить эффективность производства. Потом предприятию предется тратить несопостовимые с предполагаемой выгодой деньги на поддержание этого двойника в актуальном состоянии. И так как обещанного эффекта не будет, чтобы оправдать вот это все, на предприятии начнется оптимизация, которая, сюрприз, приведет к сокращению зарплат тех, кто реально выполняет работы, для того, чтобы у предприятия была возможность оплачивать цифрового двойника. А потом, лет через пять, когда появится новое ПО, написанное на новом язывке и не поддерживающее старые форматы, предприятие начнет процесс модернизации инфраструктуры IT.

И вот весь это бред теперь и называют цифровой трансформацией.

Руководитель управления, Москва
Дмитрий Шуминский пишет:
И вот весь это бред теперь и называют цифровой трансформацией.

Популярное занятие ругать во всем IT. Я конечно согласен, что все эти ит технологии управления мерзкие по сути своей. Но возникли то они , потому что по другому нельзя с нами, ребят. И чем нас человеков больше, тем сложнее угадать какую следущую гадость придумает плохо структурированный мозг современного недоробота.

Нач. отдела, зам. руководителя, Беларусь
Михаил Кузнецов пишет:
Дмитрий Шуминский пишет:
И вот весь это бред теперь и называют цифровой трансформацией.

Популярное занятие ругать во всем IT. Я конечно согласен, что все эти ит технологии управления мерзкие по сути своей. Но возникли то они , потому что по другому нельзя с нами, ребят. И чем нас человеков больше, тем сложнее угадать какую следущую гадость придумает плохо структурированный мозг современного недоробота.

Я где-то ругал все айти? Речь идет о другом. О том, что айти лезет туда, куда лезть не следует. И самое страшное, что именно это айти продвигает идеи типа этой:

Но возникли то они , потому что по другому нельзя с нами, ребят. И чем нас человеков больше, тем сложнее угадать какую следущую гадость придумает плохо структурированный мозг современного недоробота.

На каком основании вы берете на себя решать как с нами можно, а как с нами нельзя?

Нач. отдела, зам. руководителя, Беларусь

И да, айти к управлению нельзя подпускать на пушечный выстрел.

Руководитель управления, Москва
Дмитрий Шуминский пишет:
На каком основании вы берете на себя решать как с нами можно, а как с нами нельзя?

Да Вы не кипятитесь зря, Дмитрий. Все равно вас уже всех посчитали и где то наверняка живет ваш цифровой двойник. )) 

Дмитрий Шуминский пишет:
На каком основании вы берете на себя решать как с нами можно, а как с нами нельзя?

А по другому с вами человеками нельзя. Плавали, знаем.;)

Дмитрий Шуминский пишет:
Я где-то ругал все айти? Р

Я где говорил, что Вы  ругали? Я не знаю даже ругаете Вы Лукашенко или нет, не то что ит.

Нач. отдела, зам. руководителя, Беларусь
Михаил Кузнецов пишет:

Не будет ли с моей стороны наглостью попросить вас сменить свой снисходительный тон?

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Статью прочитали
Обсуждение статей
Все комментарии
Дискуссии
Все дискуссии
HR-новости
Названы самые востребованные профессии декабря в России

Количество вакансий в сфере транспорта и логистики в декабре выросло на 25% по отношению к ноябрю.

Количество повысивших зарплату компаний в РФ выросло в два раза

По состоянию на начало января заработная плата персоналу была повышена в течение последнего полугодия уже в 36% предприятий и организаций.

Красота стала реже влиять на трудоустройство и карьеру

Сказывается распространенность удаленной работы.

В «Ленте» будет трудиться робот-уборщик

Планируется, что он будет работать круглосуточно семь дней в неделю с небольшими циклами зарядки.