Современная электроника №8/2022

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 36 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2022 об отправке производителям части информации об эксплуатации и тех- ническом обслуживании эта инфор- мация разбросана по базам данных и прошивке продукта, и легко собрать эту информацию экономичным, точным и своевременным образом не представ- ляется возможным. Цифровой двойник объекта явля- ется средством и единым интерфей- сом для доступа к информации о его жизненном цикле. Цифровые двойни- ки могут быть определены для любой сущности, представляющей интерес для организации. В нашем примере произ- водитель может определить цифровые двойники для типа продукта, включив всю соответствующую информацию, такуюкак анализ рынка, чертежи авто- матизированного проектирования, документацию и информацию о про- изводительности, полученную от кли- ента. Они также могут определить циф- рового двойника для своего продукта и хранить информацию о производ- стве и обслуживании, полученную от клиента, в этом цифровом двойнике. Это предоставляет производителю еди- ный интерфейс для доступа ко всей информацииопродуктеи типе продукта и может быть полезно многим компани- ям. Для одного объекта могут существо- вать отдельные цифровые двойни- ки, поскольку контекст отличается, а информация используется по-разному. Существуют также семантические отношения между цифровыми двой- никами различных сущностей, как и в реальном мире. Неспособность устано- вить их сделала бы некоммуникабель- ного цифрового двойника «информа- ционным бункером» для себя самого. Поскольку информация поступает из разных источников, в разное время и в разных форматах, автоматическое уста- новление таких связей является одной из основных задач при разработке циф- ровых двойников. Предлагая единую точку входа для доступа к информации о жизненном цикле объектов и поддерживая отно- шения между информацией в рамках одного цифрового двойника и между несколькими цифровыми двойниками, можно достичь различных бизнес-пре- имуществ. Цифровые двойники могут служить основой для расширенной аналитики и приложений искусственного интеллек- та в целях использования и обогаще- ния содержания цифровых двойников. Кроме того, приложения расширенной аналитики и искусственного интеллек- та могут быть частью цифрового двой- ника, что делает его интеллектуальным и автономным объектом. Не всегда возможно измерить все важные физические параметры, пред- ставляющие интерес. Цифровые двой- ники можно использовать для разра- ботки высокоточных программных датчиков или виртуальных датчи- ков с помощью физических моделей, встроенных в цифрового двойника и служащих прокси для физических измерений. Может потребоваться рас- ширенная аналитика и моделирование с использованием цифрового двойни- ка основного процесса для прогнози- рования будущего поведения. Измерения, полученные от датчи- ков, сообщающих о рабочих параме- трах актива, не всегда точны из-за отка- за или дрейфа в работе датчика. Когда аномалии возникают из-за неисправ- ного датчика, а не из-за какого-либо основного сбоя в работе физического актива, нет необходимости подавать сигналы тревоги и можно избежать ненужных отключений. Физические модели и цифровой двойник, пред- ставляющий объект, следует использо- вать для согласования данных, чтобы повысить качество измерений и гаран- тировать, что полученные измерения действительно подлинны. Например, в цифровом двойнике электростанции простой баланс массы и тепла в цепи может помочь согласовать данные, а также обнаружить возможные отка- зы датчиков. Цифровые двойники облегчают совместную разработку на всех этапах жизненного цикла. Это сокращает вре- мя, затрачиваемое на поиск, экспорт и импорт информации в инструменты, необходимые для любой задачи жиз- ненного цикла. Цифровые двойники могут решить проблемы с эксплуатацией или обслу- живанием, которые, в противном слу- чае, привели бы к дорогостоящим про- стоям. Цифровые двойники повышают качество, поскольку многие ошибки в производстве вызваны использовани- ем неверной или устаревшей инфор- мации. Цифровые двойники могут быть доступны всем, в любом месте и в любое время. Обмен опытом по всему миру обеспечивает круглосуточное обслу- живание и быстрое реагирование при максимальном использовании экспер- тами. В случае, если внедрение требует работы на месте, может быть привлечён местный инженер, а удалённые экспер- ты окажут поддержку. Таким образом, цифровые двой- ники обеспечивают систематизиро- ванную методологию, технологию и инструменты для представления слож- ных физических и логических сред и позволяют осуществлять эффективный мониторинг, диагностику, прогнозиро- вание и предписание действий физи- ческих и логических объектов. Дизайн цифрового двойника Для динамического представления объектов в реальном мире экземпляры цифровых двойников должны быть свя- заны с их соответствующими реальны- ми двойниками, иногда в режиме реаль- ного времени, для сбора и организации данных из соответствующих объектов реального мира. Цифровой двойник должен позволить вычислительным и аналитическим моделям анализировать эти данные для описания, диагности- ки, прогнозирования и моделирования состояний и поведения реальных объ- ектов и систем. Информация, получен- ная в результате такого анализа, может Рис. 7. Составляющие цифрового двойника Данные Обслуживание Модель 1-й принцип Физика, химия, инженерное дело, симуляция… Информация Статистика, машинное обучение/искусственный интеллект Визуализация 3D-модели AR Дополненная реальность Описательный Диагностический Предсказательный Предписательный Визуализация AR Дизайн Технические характеристики, модели, технологические и инженерные данные Производство Человек, машина, материал, метод, данные о качестве Работа Актуальные и архивные данные о состоянии и конфигурации, записи о техническом обслуживании Деятельность Записи действий