دوقلوی دیجیتالی
Digital Twin
فناوری دوقلوی دیجیتالی یعنی ساخت یک مدل سه بعدی و نسخه دیجیتالی دقیق از یک شیء یا سیستم فیزیکی در دنیای واقعی.
دوقلوی دیجیتال می تواند شامل اطلاعات مختلفی مانند شکل، اندازه، عملکرد، رفتار و شرایط محیطی پیرامون شیء یا سیستم فیزیکی باشد.
اصطلاح «سایه دستگاه» نیز برای مفهوم دوقلوی دیجیتال استفاده می شود.
دوقلوی دیجیتال قرار است یک کپی به روز و دقیق از خواص و حالات شیء فیزیکی، از جمله شکل، موقعیت، ژست، وضعیت و حرکت باشد.
فناوری هایی مانند اینترنت اشیا، یادگیری ماشین، هوش مصنوعی و بلاکچین در پیش راندن دوقلوی دیجیتال دخیل هستند.
این فناوری توانسته تمامی فرایندهای سنتی همچون روش کار، طراحی، ساخت، برنامه ریزی، شبیه سازی و پیش بینی را تغییر دهد.
دوقلوی دیجیتال روش ساخت و تولید رایج در گذشته را به سمت جهان اینترنت اشیاء، هوش مصنوعی و تجزیه وتحلیل داده ها سوق داده است.
همچنان که محصولات جدید پیچیده تر شده اند، داشتن یک معادل دیجیتال به دانشمندان سناریوهای مختلفی در تولید وطراحی داده است.
در این مفهوم از داده های سنسورهای مستقر روی شیء استفاده می شود تا وضعیت جسم به صورت آنی در دوقلوی دیجیتال انعکاس یابد.
همچنین اطلاعات فعلی و گذشته در مورد سایر آیتم ها را با استفاده از سنسورهایی که روی محصول مستقر هستند، ذخیره می کند.
سپس این داده ها تجزیه وتحلیل می شوند و بینش های منحصربه فردی را برای تولید و حتی تعمیر محصولات در اختیار قرار می دهند.
دوقلوی دیجیتال می تواند با تجزیه و تحلیل داده های تاریخی، مدل های پیش بینی و هوش مصنوعی وضعیت دستگاه ها را در آینده پیش بینی کند.
شبیه سازی و دوقلوی دیجیتال دو مفهوم مرتبط اما متفاوت هستند.
شبیه سازی یک مدل ریاضی یا کامپیوتری از یک سیستم فیزیکی است که برای پیش بینی رفتار آن در شرایط مختلف استفاده می شود.
دوقلوی دیجیتال یک مدل دیجیتالی از یک سیستم فیزیکی است که به طور مداوم با داده های دنیای واقعی به روز می شود.
تفاوت اصلی بین شبیه سازی و دوقلوی دیجیتال در این است که شبیه سازی یک مدل ایستا و دوقلوی دیجیتال یک مدل پویا است.
شبیه سازی از داده های گذشته برای پیش بینی رفتار سیستم در آینده استفاده می کند،؛
در حالی که دوقلوی دیجیتال علاوه بر داده های گذشته، از داده های دنیای واقعی برای به روز رسانی مدل در زمان واقعی استفاده می کند.
شبیه سازی اغلب برای طراحی و توسعه سیستم های جدید استفاده می شود.
به عنوان مثال، مهندسان می توانند از شبیه سازی برای آزمایش طراحی یک پل یا هواپیما قبل از ساخت آن استفاده کنند.
دوقلوی دیجیتال اغلب برای نظارت و نگهداری سیستم های موجود استفاده می شود.
مثلا شرکت های هواپیمایی می توانند از دوقلوی دیجیتال برای نظارت بر عملکرد هواپیماها و شناسایی مشکلات احتمالی استفاده کنند.
فرآیند ایجاد یک دوقلوی دیجیتال در سه مرحله اصلی انجام می شود:
1. جمع آوری داده ها
در مرحله اول، داده های واقعی از شی فیزیکی جمع آوری می شوند. این داده ها می توانند از منابع مختلفی جمع آوری شوند، از جمله:
سنسورها، دستگاه های ثبت داده و مشاهدات انسانی.
2. مدل سازی( مانند مدل سازی سه بعدی و مدل سازی تحلیلی)
در این مرحله یک مدل مجازی از شی فیزیکی با استفاده از روش ها و نرم افزارهای مختلفی ایجاد می شود.
3. ادغام داده ها
در مرحله سوم، داده های واقعی با مدل مجازی ادغام می شوند و دوقلوی دیجیتال ایجاد می شود.
مزایای فناوری دوقلوی دیجیتال
دوقلوهای دیجیتال می توانند برای کاهش هزینه های نگهداری و تعمیر استفاده شوند.
آنها می توانند برای پیش بینی خرابی ها و مشکلات استفاده شوند تا اقدامات پیشگیرانه انجام شود.
دوقلوهای دیجیتال می توانند برای بهبود کیفیت محصولات و فرآیندها استفاده شوند.
آنها می توانند برای نظارت بر عملکرد و شناسایی نقاط ضعف استفاده شوند.
دوقلوهای دیجیتال می توانند برای افزایش ایمنی محصولات و فرآیندها استفاده شوند.
آنها می توانند برای نظارت بر پارامترهای ایمنی و شناسایی خطرات بالقوه استفاده شوند.
دوقلوهای دیجیتال می توانند برای نوآوری در محصولات و فرآیندها استفاده شوند.
آنها می توانند برای آزمایش طراحی های جدید و شبیه سازی عملکرد محصولات و فرآیندهای جدید استفاده شوند.
دوقلوهای دیجیتال حتی می توانند شرایط خطرناک واقعی را برای آموزش کارگران ایجاد کنند.
یک مثال از فناوری دوقلوی دیجیتال در صنعت خودرو این است که مهندسان خودرو از فناوری دوقلوی دیجیتال در ترکیب با ابزار تحلیلی شرکت برای تجزیه و تحلیل نحوه رانندگی یک خودروی خاص استفاده می کنند. با این کار، آنها می توانند پیشنهاد کنند که ویژگی های جدیدی در خودرو گنجانده شود که می تواند تصادفات رانندگی را در جاده کاهش دهد، که قبلاً در چنین مدت کوتاهی امکان پذیر نبود.
شرکت هواپیمایی ایرباس از دوقلوی دیجیتال برای شبیه سازی عملکرد هواپیماهای خود در شرایط مختلف آب و هوایی استفاده می کند.
شرکت جنرال موتورز از دوقلوی دیجیتال برای نظارت بر عملکرد تجهیزات تولید خود استفاده می کند.
شرکت نفتی شل از دوقلوی دیجیتال برای بهینه سازی شبکه های لوله کشی خود استفاده می کند.
این امر به شرکت کمک می کند تا جریان نفت را بهینه کند و از نشت ها جلوگیری کند.
جالب است بدانید دانشمندان در حال توسعه یک «دوقلوی دیجیتال زمین » هستند.
دوقلوی دیجیتال زمین یک مدل دیجیتالی از زمین است که به طور مداوم با داده های واقعی از زمین به روز می شود.
این داده ها از منابع مختلف جمع آوری می شوند، از جمله:
سنسورهای زمینی، مانند حسگرهای آب و هوا و سنسورهای محیطی
داده های ماهواره ای، مانند تصاویر ماهواره ای و داده های سنجش از دور
دوقلوی دیجیتال زمین می تواند برای طیف وسیعی از کاربردها استفاده شود، از جمله:
پیش بینی تغییرات آب و هوایی و گرمایش جهانی
مدیریت منابع طبیعی
مدل سازی بحران های زیست محیطی
دانشنامه انگلیسی و فارسی ویکیپدیا
وبسایت انگلیسی شرکت آی بی ام
خبرگزاری آنا
چت بات هوش مصنوعی بارد گوگل
چت بات هوش مصنوعی چت جی پی تی مایکروسافت