Современная электроника №8/2022

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 37 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2022 быть объединена с бизнес-логикой и целями для определения действий по оптимизации производственных про- цессов. Чтобы этого достичь, дизайн цифрового двойника должен включать сервисные интерфейсы для интеллек- туальных промышленных приложений, обеспечивающих доступ к данным и аналитическим результатам. Как показано на рис. 7, цифровой двойник включает данные и вычисли- тельные модели (далее просто «моде- ли») и сервисные интерфейсы точно так же, как объект в объектно-ориен- тированном языке программирова- ния имеет данные – члены, методы и интерфейсы. Данные: цифровой двойник должен содержать данные о своём реальном двойнике, которые требуются моделям для представления и понимания состо- яний и поведения реального двойника. Во многих случаях он может состоять из данных о полном жизненном цикле реального объекта, в случае с обору- дованием – данных на этапе проекти- рования (спецификации, проектные модели, производственный процесс и инженерные данные), на этапе произ- водства (данные о работнике, о произ- водственном оборудовании, материа- лах и деталях, методах производства и способах обеспечения качества), на этапе эксплуатации (данные об уста- новке и конфигурации, текущем и про- шлом состоянии, техническом обслу- живании), и даже процедурных данных по окончании срока службы. Он также может содержать бизнес-данные, такие как записи транзакций. Модели: цифровой двойник должен содержать вычислительные или ана- литические модели, необходимые для описания, понимания и прогнозиро- вания рабочих состояний и поведе- ния двойников, а также модели, кото- рые используются для предписания действий на основе бизнес-логики и целей в отношении соответствующе- го объекта реального мира. Эти моде- ли могут включать модели, основанные на физике или химии, инженерные или имитационные модели, модели данных, основанные на статистике, машинном обучении и искусственном интеллекте (ИИ). Он также может включать трёх- мерные модели и модели дополнен- ной реальности, помогающие человеку понять рабочие состояния или поведе- ние объектов реального мира. Служба (интерфейс): цифровой двой- ник должен содержать набор сервис- ных интерфейсов для промышленных приложений или других цифровых двойников для доступа к своим данным и использования своих возможностей. Хотя форма и содержание объектов реального мира сильно различаются, внутри каждого цифрового двойника должны быть высокоуровневые инва- риантные конструкции с некоторыми общими атрибутами данных и моделя- ми, чтобы в их устройстве можно было бы разобраться с помощью общего под- хода. Как показано на рис. 8, мы можем создавать цифровые двойники в соот- ветствии с типами их реальных анало- гов. Экземпляры создаются на основе шаблонов их типов при учёте конфигу- рации присущей этому типу среды. Так мы можем установить логические отно- шения между экземплярами и соответ- ствующими им типами. Технические аспекты цифрового двойника На рис. 9 показаны некоторые техни- ческие аспекты цифрового двойника, каждый из которых объясняется ниже. Информационное моделирование: основным элементом цифрового двой- ника является информация, связанная с различными фазами жизненного цик- ла базового объекта. Например: ● метамодель для цифровых двойни- ков, описывающая необходимые вну- тренние модели для вариантов ис- пользования; ● механизмы для структурирования и модуляции контента цифровых двой- ников и расширения контента, когда новые виды информации становят- ся доступными в течение жизненно- го цикла объекта; ● стандарты, которые необходимо при- нять для определения структуры и со- держания цифровых двойников, что- бы облегчить обмен информацией между компаниями; ● механизмы сопоставления существу- ющей информации с такими стан- дартами; ● механизмы моделирования отноше- ний между информацией в рамках одного цифрового двойника; ● средства для моделирования различ- ных видов цифровых двойников. Накопление информации: информа- ция для цифровых двойников посту- пает из различных источников. Ино- гда она может извлекаться из самого цифрового двойника. Например, если приложение расширенной аналити- ки использует контент цифрового двойника в качестве входных данных, приложение может сохранять резуль- таты анализа только в самом цифро- вом двойнике. Необходимо принять различные ключевые решения отно- сительно переноса информации из Рис. 8. Цифровые двойники объединяют дизайн и приложения Рис. 9. Технические аспекты цифровых двойников Команды Промышленное приложение Цифровые двойники Реальный мир Информация API цифрового двойника Некоторые технические аспекты цифрового двойника Совместимость Размещение Синхронизация данных Связь API Безопасность Информационное моделирование Обмен информацией