Что такое цифровой двойник?

Чтобы создать цифрового двойника, необходимо импортировать концептуальные модели (с помощью BIM, CAD или GIS) либо отсканировать физические объекты в реальном мире. Так вы сможете визуализировать и проанализировать их с учетом корпоративных сведений и данных от Интернета вещей. Цифровой двойник работает на основе RT3D — технологии компьютерной графики, которая создает интерактивный контент быстрее человеческого восприятия. Она также может подбирать и упорядочивать несколько источников данных (как информацию, так и модели), а затем представлять их в виде реалистичных интерактивных визуализаций. 

Цифровые двойники воссоздают в виртуальной среде движения, силы и взаимодействия, которые могут быть характеры объектам в материальном мире. Благодаря этому пользователи могут взаимодействовать с динамическим 3D-контентом, который в реальном времени реагирует на их действия. В такой виртуальной среде можно эффективно имитировать реальные условия, а также всевозможные сценарии и обстоятельства. Это позволяет мгновенно визуализировать последствия событий на любой платформе, в частности мобильных устройствах, компьютерах и устройствах дополненной (AR), смешанной (MR) и виртуальной (VR) реальности.

Развертывание каждого цифрового двойника уникально. Оно часто выполняется поэтапно, а каждая последующая фаза работы сложнее и важнее предыдущей. Цифровым двойником может быть конфигуратор продуктов 3D-модели и даже точная копия такой масштабной системы, как город, где каждая составляющая динамически связывается с данными проектирования, строительства, эксплуатации и виртуального дизайна.

Благодаря цифровым двойникам команды разного профиля во всем мире могут принимать верные решения на каждом этапе жизненного цикла сложного решения — от его проектирования и создания до эксплуатации и обслуживания.

Идею изучать физические объекты с помощью цифровых двойников предложила организация NASA в 1960-х годах. Специалисты на земле создали копии кораблей в космосе, чтобы использовать этих двойников в исследовательских миссиях. Возможности технологии были наглядно продемонстрированы во время миссии корабля «Апполон-13». С помощью подключенных двойников центр управления смог быстро изменить симуляции в соответствии с условиями поврежденного космического корабля. Команда адаптировала стратегии устранения неполадок и смогла безопасно вернуть космонавтов домой.

В начале 1970-х годов частичным аналогом цифровых двойников служили компьютеры-мейнфреймы. Они использовались для управления крупными объектами наподобие электростанций. В 1980-х годах появились 2D-системы CAD (например, AutoCAD), в которых можно было создавать технические чертежи. Эта технология позволила проектировать на компьютере все что угодно и быстро вошла в инструментарий миллионов дизайнеров и инженеров.

К 2000-м годам появились 3D-системы CAD с возможностью параметрического моделирования и симуляции. Они открыли более интеллектуальные способы проектировать сложные структуры вроде базы данных с взаимосвязанными объектами. Перенесемся в середину 2010-х годов. В это время все ведущие поставщики 3D-систем CAD запустили облачные решения для совместной работы и управления проектами, а вскоре и для генеративного дизайна. Несмотря на это, CAD-инструменты по-прежнему приходилось устанавливать на стационарные компьютеры.

Наше время — это начало новой эпохи цифровых двойников на основе RT3D, которые превосходят информационные панели и 3D-модели. Новая технология собирает данные из разных источников на любом устройстве или платформе, что улучшает совместную работу, визуализацию и принятие решений.

Развернув цифрового двойника, клиенты сразу заметят, насколько доступнее стали данные. Со временем затраты на его обслуживание снизятся, а клиенты смогут принимать более взвешенные решения относительно изменений в рабочих процессах. Более того, они смогут значительно экономить средства, оптимизировать обслуживание и повышать операционную эффективность. Удачный исходный проект положительно скажется на последующих этапах работы, поскольку проектирование определяет 80–90% расходов во время сооружения, эксплуатации и обслуживания объекта.

Использование цифровых двойников улучшило совместную работу и коммуникацию при проектировании, а также упростило сбор данных и координацию сотрудничества перед строительством.

Инструктажи по технике безопасности, а также меры контроля и обеспечения качества, которые стали возможны благодаря цифровым двойникам, существенно снизили количество ошибок и несчастных случаев в строительной сфере. Обслуживание и эксплуатация с использованием цифровых двойников позволяет оптимизировать операционную деятельность, снизить время простоя, а также сократить расходы на обслуживание и содержание персонала.

Взаимодействие с данными в реальном времени меняет подход к принятию решений относительно проектирования, эксплуатации и обслуживания. Возможность визуализировать и симулировать сложные операции в RT3D-среде не только оптимизировала работу с ресурсами, но и открыла новые векторы создания, конструирования и использования любых физических пространств и объектов на планете.

Цифровые двойники — это визуализации, которые создаются на основе концептуальных моделей (например, BIM, CAD или GIS) или сканов физических объектов (например, зданий или произведенных продуктов). Интернет вещей (IoT) — это сеть физических объектов на основе встраиваемых систем, у которых есть уникальные идентификаторы (UID). Благодаря этому они могут связываться и взаимодействовать с другими объектами по интернету, собирая данные о физическом мире в реальном времени. При интеграции с данными IoT цифровые двойники смогут предоставлять статистику о работе ассета в конкретное время, а также помогать пользователям прогнозировать результаты и планировать ответные меры.

Цифровые двойники с доступом к датчикам и данным IoT могут создавать целостное представление модели для более комплексного анализа ее работы. Например, цифровой двойник двигателя может содержать информацию о его технических характеристиках, позволяя инженерам проводить симуляции и тестировать новые проектные решения или измерять влияние будущих изменений. 

Цифровые двойники бывают разными, но у всех них есть ряд общих особенностей. Они используют цифровое представление физических объектов и систем, содержат идентификаторы UID, которые помогают устройствам в интернете их легко определять, и поддерживают двустороннюю связь с физическими устройствами IoT для обмена информации и согласования действий.

Одно дело — собрать исчерпывающие данные, но совсем другое — правильно ими распорядиться. Лучшие решения принимаются на основе данных, но их польза напрямую зависит от вашей способности симулировать и прогнозировать бизнес-сценарии.

Любое предприятие в ходе цифровой трансформации рискует накопить чересчур много необработанных данных, с которыми оно не будет успевать работать. В наше время куда проще собирать данные, нежели затем их обрабатывать, фильтровать, объединять и преобразовывать в информацию, которая будет полезна пользователю в его ситуации.

Главная трудность — максимально эффективно использовать информацию. В базах данных, электронных таблицах и моделях (CAD, BIM и GIS) хранится множество корпоративных сведений и данных IoT. Цифровые двойники на основе RT3D найдут им применение.

Все больше продуктов, оборудования, заводов, зданий и городов перестают быть просто объектами физического мира и получают точную виртуальную копию. Цифровые двойники есть даже у людей. С появлением метавселенной на базе RT3D интернет вновь изменится, а вместе с ним и представление о взаимосвязанности систем, устройств и людей. 

Метавселенная позволит сформировать новую экономику с безграничными возможностями иммерсивности в межцифровых и гибридных пространствах, такими как 3D-маркетинг. С помощью новой технологии можно будет как управлять модернизацией объекта, так и персонализировать покупку транспортного средства.