Gemeni digitali

Începând cu anul 2021 unii dintre cei mai mari proprietari din lume, cum ar fi Amazon, încep să planifice și să contracteze pentru gemeni digitali, iar companii ca Epic Games, Microsoft, Nvidia, Siemens și mulți alții încep să pună la dispoziția publicului larg platforme pentru managementul gemenilor digitali.

Gemenii digitali vin, în general, într-una din trei forme: prototipul, instanța și agregatul.

1. Un prototip geamăn digital (DTP, pe scurt) este o reprezentare digitală a unui omolog fizic dezvoltată înainte de a realiza produsul fizic. Acest model est folosit pentru a simula condițiile din lumea reală. Astfel, organizațiile pot obține informații despre modul în care omologul fizic va funcționa fără a cheltui bani pentru a crea produsul real. DTP-urile pot fi folosite pentru a evalua totul, de la componente și/sau sisteme până la clădiri întregi (folosind BIM) sau proiecte de infrastructură.

   • Aplicatii:

     • Proiectare și testare auto

     • Produse pentru consumatori

   • Avantaje:

     • Permit testarea diferitelor scenarii înainte de a crea un produs fizic, economisind astfel resurse importante

     • Ajută la înțelegerea a acum va răspunde produsul fizic la condiții specifice

   • Dezavantaje:

     • Poate fi costisitor de creat, mai ales dacă personalul care se ocupă de această activitate nu este pregătit

     • Necesită niveluri ridicate de precizie și detalii

Un prototip digital al unei mașini dezvoltat înainte de ca mașina să fie fabricată permite testarea diferitelor condiții, cum ar fi forma aerodinamică sau comportamentul pe teren accidentat, astfel încât vehiculul să poată fi proiectat pentru a funcționa optim în acele condiții.

2. O Instanță Digitală Geamănă (DTI, pe scurt) este o replică digitală a unui obiect fizic sau a unui sistem din lumea reală, folosită pentru a testa modul în care un produs va funcționa în situații noi. DTI-urile sunt create folosind date colectate de la senzori și/sau alte surse și pot fi utilizate pentru a monitoriza, simula și optimiza performanța omoloagelui fizic.

   • Aplicatii:

     • Întreținerea instalațiilor industriale

     • Tehnologia medicală

   • Clădiri inteligenteAvantaje:

     • Poate fi folosit pentru a testa modul în care un produs va funcționa în diferite situații

     • Vă ajută să înțelegeți cum va funcționa omologul fizic

   • Dezavantaje:

     • Necesită date exacte și actualizate

O DTI al unei fabrici industriale ar putea fi utilizată pentru a urmări nivelurile de producție, pentru a identifica blocajele și pentru a găsi modalități de îmbunătățire a eficienței. De asemenea, DTI-urile pot prezice modul în care un sistem fizic va răspunde la schimbările de condiții, cum ar fi evenimentele meteorologice sau pentru testarea diferitelor modelele de trafic. Înțelegând cum se poate comporta sistemul, inginerii pot lua decizii mai bune cu privire la operarea și întreținerea acestuia.

3. Un Geamăn Digital Agregat (DTA, pe scurt) denumit uneori și Geamăn Digital Conectat (CDT) este un grup de instanțe digitale gemene legate între ele pentru a permite partajarea și analiza în timp real a datelor. DTA-urile sunt folosite pentru a monitoriza sisteme mari și complexe, cum ar fi rețelele electrice sau rețelele de transport.

   • Aplicatii:

     • Monitorizare rețele electrice mari

     • Monitorizare rețele de transport mari

     • Planificare inteligentă a orașului

   • Avantaje:

     • Pot fi folosite pentru a monitoriza sisteme mari și complexe în timp real

     • Ajută la înțelegerea a cum funcționează diferite părți ale unui sistem

   • Dezavantaje:

     • Necesită date precise și actualizate de la toate instanțele gemene digitale

Un DTA al unei rețele electrice ar putea fi utilizat pentru a monitoriza consumul de energie electrică într-un oraș. Astfel, înțelegând modul în care este utilizată energia, conducerea poate lua decizii mai bune cu privire la unde să investească în infrastructură nouă sau decizii legate de prețul serviciilor lor. DTA pot fi utilizate și pentru a gestiona rețelele de transport, cum ar fi căile ferate sau autostrăzile. Înțelegând modul în care este conformat traficul, autoritățile pot lua decizii mai bune despre unde să construiască noi drumuri sau să le îmbunătățească pe cele existente.

Gemeni digitali BIM în industria AECO (Arhitectură, Inginerie, Construcții și Operațiuni)

Pentru noi, cea mai notabilă aplicație a gemenilor digitali este utilizarea Building Information Modeling (BIM) pentru clădiri. Industria AECO folosește platforme BIM pentru a crea modele virtuale pentru arhitectură, structură, sisteme mecanice, sanitare și electrice. Aceste modele pot fi utilizate pentru simularea proiectării, planificarea construcției, managementul instalațiilor și chiar vânzări. Este extraordinar că un geamăn digital BIM poate fi folosit pentru a simula atât mediul unui proiect de construcție înainte de a începe, cât și pe durata de viață a funcționării clădirii.

Arhitecții pot folosi gemeni digitali pentru a testa noi forme înainte ca echipele de construcții să înceapă să le construiască. Acest lucru este posibil prin dezvoltarea unei versiuni digitală 3D a clădirii și testând diferitele configurații dorite. Poate cel mai important beneficiu este că gemenii digitali au potențialul de a reduce semnificativ riscurile și de a îmbunătăți procesul decizional în întregul sector AECO. Fiind o industrie majoră la nivel modial cu atât de mult potențial de îmbunătățire, este esențial ca industria construcțiilor să înceapă să folosească gemenii digitali la scară largă și să înceapă să culeagă beneficiile.

În industria AECO, gemenii digitali pot fi folosiți pentru:

• Evaluarea performanței sistemelor de construcție pentru a identifica problemele potențiale înainte ca acestea să provoace probleme (ex. dacă un senzor detectează o scurgere de apă, geamănul digital poate fi folosit pentru a determina unde este scurgerea și care este soluția optimă de remediere);

• Simularea ciclului de viață al sistemelor de construcție și planificarea mentenanței (ex. dacă un geamăn digital prezice că un echipament va trebui înlocuit în cinci ani, inginerul poate planifica în consecință și poate bugeta din timp înlocuirea)

• Crearea de prototipuri virtuale pentru clădiri noi sau renovări/reabilitări de clădiri pentru a testa fezabilitatea și a optimiza proiectele (ex. un arhitect care proiectează o clădire de birouri poate folosi un geamăn digital pentru a testa modul în care unitatea va răspunde la diferite condiții meteorologice)

• Monitorizați modelele de ocupare și reglați încălzirea/răcirea/iluminarea (ex. dacă un geamăn digital arată că o cameră este ocupată doar o oră în fiecare zi, sistemul de încălzire/răcire poate fi optimizat pentru a reduce consumurile)

• Îmbunătățiți siguranța și securitatea în clădiri prin urmărirea mișcărilor oamenilor și echipamentelor (ex. dacă un geamăn digital arată că o persoană se află într-o zonă periculoasă a clădirii, sistemul de securitate poate fi activat pentru a o proteja)

În loc de concluzii...

Gemenii digitali sunt un instrument versatil care poate fi folosit în aproape orice industrie pentru diverse aplicații. Când începeți să vă planificați transformarea digitală a companiei dvs. luați în considerare modul în care gemenii digitali ar putea fi utilizați pentru a reduce riscurile, pentru a îmbunătăți procesul decizional, pentru a documenta principalele beneficii și pentru a reduce costurile.

Resurse suplimentare (în engleză):

1. Principiile pentru Gemeni Digitali

2. Capabilitățile Gemenilor Digitali