ТЕХНОЛОГІЇ ТА МЕТОДИ ЦИФРОВИХ ДВІЙНИКІВ
31.05.2022 22:30
[3. Технічні науки]
Автор: Рвач Дмитро Вячеславович, аспірант, Національний Технічиній Університет України “Київський Полтіехнічний Інститут” ім. І. Сікорського, м. Київ
Цифровий двійник — це цифрове подання фізичного об'єкта, при якому потоки даних між існуючим фізичним об'єктом і цифровим об'єктом наявні в обох напрямках. Такий цифровий об'єкт може розглядатись як контрольний примірник фізичного об'єкта. Також можливе одночасне використання інших об'єктів, фізичних чи цифрових, які можуть викликати зміни стану в цифровому об'єкті. Зміна стану фізичного об'єкта безпосередньо призводить до зміни стану цифрового об'єкта і навпаки.
Цифровий двійник може бути визначений як цифрова модель, яка постійно змінюється та містить історичні й найбільш актуальні дані про реальний фізичний об'єкт чи процес, що дозволяє оптимізувати ефективність бізнесу. Дана технологія дозволяє аналізувати аномалії в історичних даних, а також моделювати в режимі реального часу ситуації та спостерігати за реакцією моделі цифрового двійника.
Цифровий двійник складається з візуальної моделі досліджуваного об’єкта та поведінкової моделі[1], що реалізовані на основі відповідних математичних моделей і моделей подання даних та забезпечують синхронізацію між віртуальною і реальною системою на рівні даних, що надходять із сенсорів, встановлених для постійного моніторингу досліджуваного об’єкта.
Концепція, що розглядається, може бути застосована в досить широкому спектрі галузей — від авіабудування до медицини. Одним із прикладів подібного застосування можна вказати експеримент NASA (National Aeronautics and Space Administration) у 2010 році [2], як спробу покращити моделювання фізичної моделі космічного корабля.
В поєднанні з сучасними технологіями можна значно розширити потенціал технології цифрових двійників. Наприклад, якщо додати до моделі нейронні мережі та машинне навчання, то з’являється можливість на основі поточних й історичних даних робити певні прогнози, які в медецині можуть бути реалізовані, як попередні діагнози для пацієнтів, що, в свою чергу, спростило б роботу працівників охорони здоров’я.
Технологія цифрових двійників є досить актуальної із-за її можливості широкого застосування, тому потрібно її розвивати та робити більш доступною. Одним із шляхів розвитку може бути розробка нових й вдосконалення існуючих спеціалізованих вузьконаправлених мов програмування, що дозволяють алгоритмічно налаштовувати збір, синхронізацію та агрегацію даних для моделей цифрових двійників.
Література:
1. Kritzinger W., Karner M., Traar G., Henjes J., Sihn W. Digital Twin in manufacturing: a categorical literature review and classification. IFAC-PapersOnLine, 2018. Vol. 51, Issue 11. P. 1016–1022.
2. Elisa Negri (2017). "A review of the roles of Digital Twin in CPS-based production