Близнецовый метод

Реализация концепции «Индустрия 4.0» подразумевает широкое использование методов математического моделирования и предиктивной аналитики. В сфере ИТ эта задача решается путем создания цифровых двойников оборудования, процессов или производств. Они представляют собой цифровые модели, поддерживаемые в актуальном состоянии за счет данных о характеристиках объекта или процесса, получаемых в режиме реального времени. Исходя из специфики применения цифровых двойников, важно выработать принципы определения целесообразности и ожидаемого эффекта от их внедрения.

Динамические математические модели, которые в последнее время принято называть цифровыми двойниками, уже стали одним из элементов цифровизации различных сфер экономики, управления и производства. Специалисты ожидают, что в перспективе, по мере развития цифровой трансформации такие модели будут приобретать все более важное значение, а в некоторых случаях без них нельзя будет обойтись. Это касается, например, концепции предиктивного технического обслуживания сложной техники в процессе ее эксплуатации.

Руководитель направления оптимизационного планирования GMCS Илья Корнилов отмечает, что растет распространение цифровых двойников в самых разных сферах. «Концепция цифровых двойников (Digital Twins) появилась еще в начале 2000-х годов, но активное развитие получила в связи c диджитализацией. По оценкам Gartner, 13% организаций так или иначе используют Интернет вещей (IoT) и внедряют цифровых двойников, а 62% либо находятся в процессе создания цифровых двойников, либо планируют применять данную технологию в будущем. Используя IoT-датчики и специализированное программное обеспечение, можно получить точную копию физического процесса или продукта, что открывает широчайшие возможности во многих отраслях – в энергетике, на сложных производствах, в нефтегазовой промышленности, телекоммуникациях, авиационно-космической и оборонной промышленности, а также на транспорте, в медицине и науке», – поясняет Илья Корнилов.

<…>

Спрос на модель

Цифровые двойники находят применение во многих сферах уже сегодня, а потенциал их применения – еще шире.

<…>

Руководитель направления промышленных решений IBM в странах Центральной и Восточной Европы Алексей Аникин перечисляет несколько направлений использования цифровых двойников. «В качестве примера можно привести работы по созданию цифровых двойников при моделировании автомобилей. Цифровые двойники позволяют сократить время вывода продукта на рынок – с учетом того, что многие испытания можно проводить в цифровом виде, а также проверять, как отразится на продукте то или иное изменение – без необходимости его физического воплощения. При строительстве сложных инженерных сооружений – например, атомных электростанций – до 70 % проектной информации наследуется в течение жизненного цикла станции. В данном случае создание динамичной (развиваемой в процессе работы) цифровой среды, описывающей работу станции, может принести до 1,5 % экономии от стоимости строительства», – говорит Алексей Аникин.

<…>

Двойник на своем месте

Конкретные примеры использования цифровых двойников так же разнообразны, как отраслевой потенциал их развития.

<…>

Илья Корнилов не сомневается, что применение цифрового двойника возможно на протяжении всего жизненного цикла изделия, включая его проектирование, производство, ввод в эксплуатацию и последующее обслуживание. Он отмечает, что оптимизация сервисного обслуживания физических активов – один из наиболее востребованных сценариев использования цифровых двойников.

«Высокоточный цифровой близнец, построенный на инженерных данных, позволяет проектной команде оптимизировать ввод в эксплуатацию и упростить заводские приемочные испытания (Factory Acceptance Test, FAT) – сделать эти процессы более эффективными, вывести их с критического пути, что в конечном счете поможет обеспечить выполнение проектов в соответствии с установленным графиком. Обучение персонала необходимым навыкам работы с оборудованием – еще одно перспективное направление для использования цифровых двойников. Известно, что подготовка специалистов с нужным уровнем компетенций занимает несколько лет и требует значительных инвестиций. Цифровая симуляция может применяться для повышения квалификации персонала, операторов конвейерных линий и т. д., для оттачивания необходимых навыков работы не только с работающим оборудованием, но и с новыми технологиями, которые предприятие планирует ввести в эксплуатацию», – отмечает представитель GMCS.

<…>

Создать двойника

<…>

Илья Корнилов в качестве примера готового решения для создания цифровых двойников приводит платформу имитационного моделирования AnyLogic Professional. «Платформа широко и успешно используется для моделирования процессов на производстве, в добыче полезных ископаемых, на грузовых терминалах и т. д. Имитационная модель задается как набор логических правил, а процесс симуляции – не что иное как выполнение этого набора правил в заданном промежутке времени. Результат работы модели показывает поведение системы или процесса во времени. Это еще можно назвать динамическим моделированием», – пояснил руководитель направления оптимизационного планирования GMCS.

Источник: COMNEWS, Журнал «Стандарт», №06 (197) июнь 2019.