Производственные процессы становятся все более цифровыми. По мере реализации цифровой трансформации компании пытаются определить решения и технологии, которые стимулируют рост показателей операционной эффективности и приносят реальную ценность для стратегического развития бизнеса.

В последние годы появилось множество технологий, которые способствуют развитию интеллектуального производства и промышленного Интернета вещей. К ним относятся большие данные, продвинутая аналитика, искусственный интеллект (AI) и машинное обучение (ML), робототехника и другие. Особый интерес вызывает понятие цифрового двойника (digital twin): цифровое изображение физического объекта или процесса в режиме, близком к реальному времени, которое помогает оптимизировать эффективность бизнеса.

Важность цифрового двойника и почему организациям следует его учитывать

В серии материалов Deloitte об Индустрии 4.0, цифровых производственных предприятиях и цифровых сетях поставок, консультанты отмечают, что цифровой двойник может позволить компаниям иметь полный цифровой след своих продуктов от проектирования и разработки до конца жизненного цикла продукта. Это, в свою очередь, открывает возможности понять не только продукт в его изначально разработанном виде, но также систему, из которой был создан продукт, и то, как продукт используется в полевых условиях [1].

С созданием цифрового двойника компании могут получить значительную выгоду в таких областях, как скорость вывода на рынок нового продукта, улучшение операций, сокращение количества дефектов и появление новых бизнес-моделей для увеличения доходов. Используя цифровых двойников, которые представляют продукт и производственные системы, производители могут сократить время и затраты, связанные со сборкой, установкой и проверкой заводских производственных систем. Кроме того, внедрение умных близнецов для управления активами обычно обеспечивает ощутимые преимущества при обслуживании оборудования в полевых условиях.

В производстве digital twin – это виртуальное представление физического продукта или объекта в том виде, в каком он был спроектирован, построен и обслуживается; дополняется данными процесса в реальном времени и аналитикой, основанной на точных конфигурациях физического продукта, производственных систем или оборудования. По сути, это оперативный контекст цифрового двойника, необходимый для поддержки оптимизации производительности. Хотя виртуальные модели носят концептуальный характер, оперативные данные – это цифровое представление реальных физических событий. Модели САПР показывают виртуальную подгонку, форму и функцию физического аналога цифрового двойника. Операционные данные и информация об активах в реальном времени требуются для выполнения аналитических приложений, которые определяют состояние и поведение близнеца, основанного на производительности, и позволяют оптимизировать и улучшать процессы.

Как сегодня реализуется цифровой двойник

Одной из начальных областей внедрения цифровых двойников было управление жизненным циклом активов. Обслуживание активов в полевых условиях традиционно является трудоемкой и дорогостоящей задачей, но имеет решающее значение для безотказной работы оборудования и системы. Сегодня специалисты по техническому обслуживанию могут использовать такие технологии, как дополненная реальность (AR), где они могут получить доступ к виртуальным инженерным моделям и наложить эти модели на физическое оборудование, на котором они выполняют техническое обслуживание, с помощью специальных очков AR. Это позволяет им использовать самые точные и современные разработки, помогая обеспечить эффективное выполнение надлежащего обслуживания и соблюдение технических характеристик. Эти же методы обслуживания, основанные на слиянии виртуальной и физической сред, могут применяться к заводским производственным системам, машинам и рабочим ячейкам.

Об уникальной разработке цифрового двойника с использованием VR-технологии «Зарубежнефти», не имеющей аналогов в отрасли, на одной из конференций SmartGoPro, рассказал Роман Жуков, руководитель направления Управления инновационного развития АО «Зарубежнефть»: в своей презентации о реализации стратегии цифровой трансформации компании, спикер отметил, что благодаря использованию технологии компании удалось снизить затраты на обучение персонала на 40%, а также увеличить эффективность работы кадров на 30%. Качество проектирования выросло на 30%, на 40% в компании сократили затраты на передачу объекта в эксплуатацию, и на 15% снизилось время на техническое обслуживание и ремонт. Цифровой двойник уже передан в промышленную эксплуатацию, подчеркнул эксперт. 

Цифровые двойники также могут служить высокоэффективным инструментом обеспечения кибербезопасности цифровой трансформации предприятия.