اجزای اساسی
اگر تولید کننده‌ای هستید که دوقلوهای دیجیتالی را مونتاژ می‌کنید، چه اجزای اساسی در کیت وجود دارد؟ این پرسش فرضی بود که Leo Kilfoy (لئو کیلفوی)، نایب‌رییس (VP) Smart Factory Platform (پلتفرم کارخانه هوشمند)، Hexagon، پیتر لیو (Peter Lyo)، نایب رییس Global Solution، Rescale و راوی شانکار (Ravi Shankar) مدیر شبیه‌سازی نرم‌افزار صنایع دیجیتالی زیمنس، آن را مطرح کردند.
این گفتگو رویدادی بود که در برنامه تلویزیونی DE Hot Seat رخ داد که در 25 مارس 2021 با حمایت مالی Hexagon، Rescale و Siemens پخش شد.
Kilfoy (کیلفوی) می‌گوید:« دوقلوی دیجیتالی، یک کپی از شئی مانند محصول، سیستم یا ماشین است. دوقلوی دیجیتال مقیاس بزرگ می‌توانند شامل کارخانه‌ها، بیمارستان‌ها و شهرها شوند.
این دوقلو ها می‌توانند داده‌های دنیای واقعی را به عنوان ورودی در نظر گرفته و پیش بینی‌های مبتنی بر شبیه سازی و تحلیل را تولید کنند.»
Shankar (شانکار) اضافه می‌کند:« این دوقلوهای دیجیتالی به ارتباط دوطرفه بین تجهیزات فیزیکی و ارائه‌های مجازی نیاز دارند. می‌توان برای شبیه‌سازی، از داده‌های عملکرد محصول دنیای واقعی استفاده کرد و از شبیه‌سازی نیز برای بهبود عملکرد استفاده نمود.»
استفاده از مترولوژی برای تولید دوقلوهای وفادار
بر اساس این تعریف کارآمد، اعضای هیات‌مدیره توافق کردند که دوقلوی دیجیتالی بسیار کارآمدتر از مدل 3D دقیقی است که معمولا در نرم‌افزار CAD ایجاد می‌شود. با آن‌که مدل کامل CAD برای تولید کافی است نمی‌تواند شرایط دنیای واقعی (مانند دما، لرزش و فرسایش) شئی عملیاتی را منعکس کند. از این رو، مدل CAD به عنوان واحدی برای مطالعه و تحلیل پیش‌بینی، به شدت محدود است.
وی یادآوری می‌کند که Lyu (لیو) تازه کار خود را در حوزه مهندسی هوافضا آغاز کرده‌بود که برای نخستین بار مفهوم دوقلوی دیجیتالی مطرح شد. پدیده دوقلوی دیجیتالی« تا حدی بواسطه افزایش عملکرد شبیه‌سازی و تا حدی بواسطه استفاده از سیستم‌های ابر و IOT در مقیاس صنعتی تقویت شد».
وی اشاره می‌کند زیرساخت ابر برای راه‌اندازی و نگهداری دوقلوهای دیجیتالی ضروری است زیرا مقرون‌به‌صرفه‌ترین تکنولوژی برای تسهیل ارتباط دوطرفه و مداوم بین تجهیزات موجود و نسخه‌های دیجیتالی است.
Kilfoy (کیلفوی) معتقد است که مترولوژی نیز مولفه‌ای مهم برای راه‌اندازی دوقلوهای دیجیتالی است. اسکن‌های 3D وضوح بالا از قطعات و محصولات تولید شده، با دقت بیشتری شئی طراحی شده را برای استفاده در این حوزه یا نصب در کارخانه منعکس می‌کند. این اسکن‌ها مثلا شامل تغییر شکل ناشی از گرما در قطعه‌ای هستند که طی فرآیند تولید رخ داده‌است.
از این‌رو نسخه دیجیتالی ساخته‌شده از این اسکن‌ها سبب تولید دوقلوهای دیجیتالی می‌شوند که از مدل CAD برتر است.
Shankar (شانکار) می‌گوید:« به‌خاطر داشته باشید که دوقلوی دیجیتالی چندین کاربرد متفاوت دارند. یکی از آنها برای عملکرد حرارتی و دیگری برای عملکرد ساختاری و یکی برای الکترومغناطیس و غیره است. نکته مهم این است که دوقلوی دیجیتالی باید دائما برای بخش‌های مختلف تکامل یابد.»
پل ابر نامرئی
Lyu (لیو) می‌گوید:« مانعی که بسیاری از تولیدکنندگان هنگام استفاده از دوقلوی دیجیتال خود با آن مواجه می‌شوند، مدل دیجیتال نیست بلکه استفاده از ساختارهای اساسی برای پشتیبانی از راه حل است، مانند تکنولوژی‌های شبکه برای انتقال داده‌های دنیای واقعی از سیستم IOT به‌هاب مرکزی یا منابع HPC مورد نیاز برای شبیه‌سازی مدل مجازی.»
به این دلیل بود که به‌لحاظ تاریخی فقط شرکت‌های بزرگ می‌توانستند دوقلوهای دیجیتالی را راه اندازی و از آن نگهداری کنند. اما این شرایط می‌تواند به وسیله ارائه‌کنندگان سرویس‌های ابری مورد تقاضای ارزان قیمت و مقرون به صرفه تغییر کند.
Kilfoy (کیلفوی) خاطر نشان می‌سازد که ورودی موردنیاز برای شبیه‌سازی رفتارهای دوقلوی دیجیتال بر اساس ویژگی‌های محصول با یک‌دیگر تفاوت دارد. وی می‌گوید:« دوقلوی دیجیتال ناوگان وسایل نقلیه را در مقابل یک کارخانه زنده که نفس می‌کشد و در حال تکامل است، در نظر بگیرید. آنها از نظر قابلیت ردیابی، چالش‌های متفاوتی دارند.»
برای دوقلوهای دیجیتال ماشین‌آلات صنعتی، ثبت ارتعاش تجهیزات، چرخش و فرسایش آنها مهم است. برای دوقلوهای دیجیتال کارخانه، ثبت فرآیندها، عملیات‌ها و زمان کارکردن و کار نکردن دستگاه‌ها مهم است.
سفارشی سازی دوقلوها
Lyu (لیو) خاطرنشان می‌سازد که ارائه‌دهندگان ابر عمومی پیشرو، در حال ارائه محصولات مرتبط با دوقلوی دیجیتال هستند. مثلا مایکروسافت Azure Digital Twins (دوقلوهای دیجیتالی آزور) را ارائه می‌کند که به عنوان «پلتفرم اینترنت اشیا (IoT)» توصیف می‌شود که این امکان را می‌دهد تا بتوانید اشیا، مکان‌ها، فرایندهای کسب وکار و افراد دنیای واقعی را به‌صورت دیجیتالی بسازید.»
Lyu (لیو) می‌گوید:« دوقلوهای دیجیتال بایک‌دیگر تفاوت دارند از این‌رو اجرای آنها واقعا یک چالش است. هر یک از آنها سطح سفارشی‌سازی بالایی دارند و مستلزم مهارت و دانش خاصی هستند. این همان شکافی است که حس می‌کنیم قادر به پرکردن آن نیستیم.»
Rescale، هم MSC Software (بخشی از Hexagon) و هم Siemens را شرکای خود می‌داند. این برنامه‌های نرم‌افزار شبیه‌سازی قبلا در زیرساخت ابر Rescale بارگیری می‌شوند. از این رو Lyu احساس می‌کند Rescale برای ارائه راهکاری جامع برای دوقلوهای دیجیتال از موقعیت خوبی برخوردار است.
از آن‌جا که کشورهای مختلف برای استفاده از ابر، مقررات متفاوتی دارند Rescale مطابق با مقررات مربوطه، مراکز داده‌های متفاوتی را در مناطق مختلف راه‌اندازی کرده‌است. این کار همچنین به حذف موانع موجود بر سر راه اجرای دوقلوهای دیجیتال کمک می‌کند. Lyu می‌گوید:« Rescale روند دریافت گواهینامه را طی کرده‌است پس مشتریان ما نباید نگران این موضوع باشند. »
به گفته Shankar، مدل‌های پیش‌بینی نتیجه ترکیب مدل‌های مبتنی بر فیزیک و داده‌های دنیای واقعی هستند. با در دسترس بودن انبوهی از داده‌های زمان واقعی در حوزه‌های خاص (مثلا خواندن دما در هر ساعت) استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشینی ،مانند مدل‌سازی مرتبه کاهش‌یافته، که برای قابلیت مدیریت ورودی توصیه می‌شود، می‌تواند منطقی باشد.
برای خواندن مطالب بیشتر در این زمینه میتوانید مقالات دوقلوهای ديجيتالی مي‌توانند براي كل كارخانه وضوح تصويري ايجاد كنند و
از دنیای دیجیتال نترسید-چون همین الان هم در آن قرار دارید را مطالعه کنید.
همچنین لطفا مارا در شبکه اجنماعی لینکدین دنبال کنید.
