Digital Twin แฝดดิจิทัลคือแบบจำลองเสมือนจริงที่ออกแบบมาเพื่อสะท้อนวัตถุทางกายภาพอย่างแม่นยำ วัตถุที่กำลังศึกษา เช่น กังหันลม ได้รับการติดตั้งเซ็นเซอร์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการทำงานที่สำคัญ เซ็นเซอร์เหล่านี้ผลิตข้อมูลเกี่ยวกับประสิทธิภาพของวัตถุทางกายภาพในด้านต่างๆ เช่น พลังงานที่ส่งออก อุณหภูมิ สภาพอากาศ และอื่นๆ ข้อมูลนี้จะถูกส่งไปยังระบบประมวลผลและนำไปใช้กับสำเนาดิจิทัล
Digital Twin ทำงานอย่างไร ?
แฝดดิจิทัลคือแบบจำลองเสมือนจริงที่ออกแบบมาเพื่อสะท้อนวัตถุทางกายภาพอย่างแม่นยำ วัตถุที่กำลังศึกษา เช่น กังหันลม ได้รับการติดตั้งเซ็นเซอร์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการทำงานที่สำคัญ เซ็นเซอร์เหล่านี้ผลิตข้อมูลเกี่ยวกับประสิทธิภาพของวัตถุทางกายภาพในด้านต่างๆ เช่น พลังงานที่ส่งออก อุณหภูมิ สภาพอากาศ และอื่นๆ ข้อมูลนี้จะถูกส่งไปยังระบบประมวลผลและนำไปใช้กับสำเนาดิจิทัล เมื่อได้รับข้อมูลดังกล่าวแล้ว โมเดลเสมือนจริงจะสามารถนำมาใช้ในการจำลอง ศึกษาปัญหาด้านประสิทธิภาพ และสร้างการปรับปรุงที่เป็นไปได้ ทั้งหมดนี้มีเป้าหมายในการสร้างข้อมูลเชิงลึกอันมีค่า ซึ่งสามารถนำไปใช้กับวัตถุทางกายภาพดั้งเดิมได้ ฝาแฝดดิจิทัลกับการจำลองแม้ว่าการจำลองและแฝดดิจิทัลจะใช้แบบจำลองดิจิทัลเพื่อจำลองกระบวนการต่างๆ ของระบบ แต่จริงๆ แล้วแฝดดิจิทัลนั้นเป็นสภาพแวดล้อมเสมือนจริง ซึ่งทำให้มีประโยชน์ในการศึกษามากขึ้นอย่างมาก ความแตกต่างระหว่าง Digital Twin และการจำลองนั้นเป็นเรื่องของขนาดเป็นส่วนใหญ่ แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วการจำลองจะศึกษากระบวนการใดกระบวนการหนึ่ง แต่ Digital Twin ก็สามารถเรียกใช้การจำลองที่มีประโยชน์จำนวนเท่าใดก็ได้เพื่อศึกษากระบวนการต่างๆ ความแตกต่างไม่ได้จบเพียงแค่นั้น ตัวอย่างเช่น การจำลองมักจะไม่ได้รับประโยชน์จากการมีข้อมูลแบบเรียลไทม์ แต่แฝดดิจิทัลได้รับการออกแบบโดยมีกระแสข้อมูลสองทางเกิดขึ้นครั้งแรกเมื่อเซ็นเซอร์วัตถุให้ข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับตัวประมวลผลระบบ จากนั้นจะเกิดขึ้นอีกครั้งเมื่อข้อมูลเชิงลึกที่สร้างโดยตัวประมวลผลถูกแชร์กลับไปยังออบเจ็กต์ต้นทางดั้งเดิมด้วยการมีข้อมูลที่ดีขึ้นและอัปเดตอย่างต่อเนื่องที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่ที่หลากหลาย รวมกับพลังการประมวลผลที่เพิ่มขึ้นที่มาพร้อมกับสภาพแวดล้อมเสมือนจริง แฝดดิจิทัลจึงสามารถศึกษาปัญหาต่างๆ ได้มากขึ้นจากจุดที่ได้เปรียบมากกว่าที่การจำลองมาตรฐานจะสามารถทำได้ โดยมีศักยภาพสูงสุดในการ ปรับปรุงผลิตภัณฑ์และกระบวนการ
ประเภทของ Digital Twin
ส่วนประกอบแเป็นหน่วยพื้นฐานของ Digital Twin ซึ่งเป็นตัวอย่างที่เล็กที่สุดของส่วนประกอบที่ใช้งานได้ ชิ้นส่วนนั้นมีความคล้ายคลึงกันโดยประมาณ แต่เกี่ยวข้องกับส่วนประกอบที่มีความสำคัญน้อยกว่าเล็กน้อย
Asset Twins
เมื่อองค์ประกอบตั้งแต่สององค์ประกอบขึ้นไปทำงานร่วมกัน จะก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าสินทรัพย์ Asset Twins ช่วยให้คุณศึกษาปฏิสัมพันธ์ขององค์ประกอบเหล่านั้น สร้างข้อมูลประสิทธิภาพมากมายที่สามารถประมวลผลแล้วเปลี่ยนเป็นข้อมูลเชิงลึกที่นำไปใช้ได้จริง
ระบบหรือยูนิตแฝด
การขยายระดับถัดไปเกี่ยวข้องกับระบบหรือหน่วยแฝด ซึ่งช่วยให้คุณเห็นว่าสินทรัพย์ต่างๆ มารวมกันเพื่อสร้างระบบการทำงานทั้งหมดได้อย่างไร System Twins ให้การมองเห็นเกี่ยวกับการโต้ตอบของสินทรัพย์ และอาจแนะนำการปรับปรุงประสิทธิภาพ
ประมวลผล Digital Twin
กระบวนการแฝด ซึ่งเป็นระดับการขยายระดับมหภาค เผยว่าระบบทำงานร่วมกันอย่างไรเพื่อสร้างโรงงานผลิตทั้งหมด ระบบเหล่านั้นทั้งหมดซิงโครไนซ์เพื่อให้ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด หรือความล่าช้าในระบบหนึ่งจะส่งผลต่อระบบอื่นหรือไม่ ฝาแฝดกระบวนการสามารถช่วยกำหนดแผนการกำหนดเวลาที่แม่นยำซึ่งท้ายที่สุดจะส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวม
ข้อดีและประโยชน์ของ Digital Twin
แนวคิดเกี่ยวกับเทคโนโลยีแฝดดิจิทัลได้รับการเผยแพร่ครั้งแรกในปี 1991 โดยมีการตีพิมพ์ Mirror Worldsโดย David Gelernter อย่างไรก็ตาม Dr. Michael Grieves (ขณะนั้นดำรงตำแหน่งในคณะที่มหาวิทยาลัยมิชิแกน) ได้รับเครดิตจากการนำแนวคิด Digital Twins มาใช้กับการผลิตเป็นครั้งแรกในปี 2002 และได้ประกาศแนวคิดซอฟต์แวร์ Digital Twin อย่างเป็นทางการ ในที่สุด John Vickers แห่ง NASA ได้เปิดตัวคำศัพท์ใหม่ “แฝดดิจิทัล” ในปี 2010
อย่างไรก็ตาม แนวคิดหลักของการใช้แฝดดิจิทัลเป็นวิธีการศึกษาวัตถุทางกายภาพสามารถเห็นได้เร็วกว่ามาก ที่จริงแล้วอาจกล่าวได้ถูกต้องว่า NASA เป็นผู้บุกเบิกการใช้เทคโนโลยี Digital Twin ในระหว่างภารกิจสำรวจอวกาศในทศวรรษปี 1960 เมื่อยานอวกาศเดินทางแต่ละลำได้รับการจำลองแบบอย่างแม่นยำในเวอร์ชัน Earthbound ซึ่งใช้เพื่อการศึกษาและจำลองสถานการณ์โดยบุคลากรของ NASA ที่ปฏิบัติหน้าที่ ลูกเรือการบิน
การวิจัยและพัฒนาที่ดีขึ้น
การใช้ Digital Twins ช่วยให้สามารถวิจัยและออกแบบผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยมีข้อมูลมากมายที่สร้างขึ้นเกี่ยวกับผลลัพธ์ด้านประสิทธิภาพที่เป็นไปได้ ข้อมูลดังกล่าวสามารถนำไปสู่ข้อมูลเชิงลึกที่ช่วยให้บริษัทต่างๆ ทำการปรับแต่งผลิตภัณฑ์ที่จำเป็นก่อนเริ่มการผลิต
ประสิทธิภาพที่มากขึ้น
แม้ว่าผลิตภัณฑ์ใหม่จะเข้าสู่การผลิตแล้ว Digital Twins ก็สามารถช่วยสะท้อนและตรวจสอบระบบการผลิตได้ โดยมุ่งมั่นที่จะบรรลุและรักษาประสิทธิภาพสูงสุดตลอดกระบวนการผลิตทั้งหมด
แฝดดิจิทัล ที่สิ้นสุดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์
ยังสามารถช่วยให้ผู้ผลิตตัดสินใจว่าจะทำอย่างไรกับผลิตภัณฑ์ที่ถึงจุดสิ้นสุดวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ของตนและจำเป็นต้องได้รับการประมวลผลขั้นสุดท้าย ผ่านการรีไซเคิลหรือมาตรการอื่น ๆ ด้วยการใช้แฝดดิจิทัล พวกเขาสามารถระบุได้ว่าวัสดุผลิตภัณฑ์ชนิดใดที่สามารถเก็บเกี่ยวได้
Digital Twins และอุตสาหกรรม
ในทางกลับกัน โครงการหลายประเภทได้รับประโยชน์เป็นพิเศษจากการใช้โมเดลดิจิทัล:
- โครงการขนาดใหญ่ทางกายภาพ อาคาร สะพาน และโครงสร้างที่ซับซ้อนอื่นๆ อยู่ภายใต้กฎเกณฑ์ทางวิศวกรรมที่เข้มงวด
- โครงการที่ซับซ้อนทางกล กังหันไอพ่น รถยนต์ และเครื่องบิน ฝาแฝดดิจิทัลสามารถช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพภายในเครื่องจักรที่ซับซ้อนและเครื่องยนต์ขนาดมหึมาได้
- อุปกรณ์ไฟฟ้า ซึ่งรวมถึงทั้งกลไกในการสร้างพลังงานและส่งผ่าน
- โครงการการผลิต Digital Twins เป็นเลิศในการช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการ ดังที่คุณจะพบได้ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่มีระบบเครื่องจักรที่ทำงานร่วมกันได้
ดังนั้น อุตสาหกรรมที่ประสบความสำเร็จสูงสุดด้วย Digital Twins คืออุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์หรือโครงการขนาดใหญ่:
- วิศวกรรมศาสตร์ (ระบบ)
- การผลิตรถยนต์
- การผลิตเครื่องบิน
- การออกแบบรถราง
- การก่อสร้างอาคาร
- การผลิต
- สาธารณูปโภคด้านไฟฟ้า
เตรียมพร้อมสำหรับการเติบโต
ตลาดแฝดดิจิทัลที่ขยายตัวอย่างรวดเร็วบ่งชี้ว่าในขณะที่มีการใช้แฝดดิจิทัลอยู่แล้วในหลายอุตสาหกรรม ความต้องการแฝดดิจิทัลจะยังคงเพิ่มขึ้นต่อไปในระยะเวลาหนึ่ง ในปี 2565 ตลาดแฝดดิจิทัลทั่วโลกคาดว่าจะมีมูลค่าถึง 73.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี25701
Applications Digital Twins มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชัน ดังนี้
อุปกรณ์ผลิตไฟฟ้า
เครื่องยนต์ขนาดใหญ่ รวมถึงเครื่องยนต์ไอพ่น เครื่องยนต์หัวรถจักร และกังหันผลิตไฟฟ้า ได้รับประโยชน์อย่างมากจากการใช้ดิจิทัลแฝด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการช่วยสร้างกรอบเวลาสำหรับการบำรุงรักษาที่จำเป็นเป็นประจำ
โครงสร้างและระบบ
โครงสร้างทางกายภาพขนาดใหญ่ เช่น อาคารขนาดใหญ่หรือแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง สามารถปรับปรุงได้ผ่าน Digital Twins โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการออกแบบ ยังมีประโยชน์ในการออกแบบระบบการทำงานภายในโครงสร้างเหล่านั้นด้วย เช่น ระบบ HVAC
การดำเนินงานด้านการผลิต
เนื่องจาก Digital Twins มีจุดมุ่งหมายเพื่อสะท้อนวงจรชีวิตทั้งหมดของผลิตภัณฑ์ จึงไม่น่าแปลกใจที่ Digital Twins แพร่หลายในทุกขั้นตอนของการผลิต โดยคอยชี้แนะผลิตภัณฑ์ตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป และทุกขั้นตอนในระหว่างนั้น
บริการด้านการดูแลสุขภาพ
เช่นเดียวกับที่สามารถสร้างโปรไฟล์ผลิตภัณฑ์ผ่านการใช้แฝดดิจิทัล ผู้ป่วยที่รับบริการด้านสุขภาพก็สามารถทำได้เช่นกัน ข้อมูลที่สร้างโดยเซ็นเซอร์ประเภทเดียวกันสามารถใช้เพื่อติดตามตัวชี้วัดด้านสุขภาพที่หลากหลายและสร้างข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญได้
อุตสาหกรรมยานยนต์
รถยนต์เป็นตัวแทนของระบบการทำงานร่วมกันที่ซับซ้อนหลายประเภท และ Digital Twins ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการออกแบบรถยนต์ ทั้งเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของยานพาหนะและเพิ่มประสิทธิภาพโดยรอบการผลิต
การวางผังเมือง
วิศวกรโยธาและคนอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมการวางผังเมืองได้รับความช่วยเหลืออย่างมากจากการใช้แฝดดิจิทัล ซึ่งสามารถแสดงข้อมูลเชิงพื้นที่ 3 มิติและ 4 มิติแบบเรียลไทม์ และยังรวมระบบความเป็นจริงเสริมเข้ากับสภาพแวดล้อมที่สร้างขึ้นอีกด้วย
อนาคตของ Digital Twins
การเปลี่ยนแปลงขั้นพื้นฐานของรูปแบบการดำเนินงานที่มีอยู่กำลังเกิดขึ้นอย่างชัดเจน การคิดค้นสิ่งใหม่ทางดิจิทัลกำลังเกิดขึ้นในอุตสาหกรรมที่ใช้สินทรัพย์จำนวนมาก ซึ่งกำลังเปลี่ยนแปลงรูปแบบการดำเนินงานในลักษณะที่ก่อกวน โดยต้องใช้มุมมองทางกายภาพและดิจิทัลแบบบูรณาการของสินทรัพย์ อุปกรณ์ สิ่งอำนวยความสะดวก และกระบวนการ ฝาแฝดดิจิทัลเป็นส่วนสำคัญของการปรับเปลี่ยนดังกล่าว
อนาคตของแฝดดิจิทัลนั้นแทบจะไร้ขีดจำกัด เนื่องจากพลังการรับรู้ที่เพิ่มขึ้นนั้นถูกทุ่มเทให้กับการใช้งานอย่างต่อเนื่อง แฝดดิจิทัลจึงเรียนรู้ทักษะและความสามารถใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง ซึ่งหมายความว่าพวกเขาจะสามารถสร้างข้อมูลเชิงลึกที่จำเป็นต่อการพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้ดีขึ้นและกระบวนการต่างๆ มีประสิทธิภาพมากขึ้นได้
เรียนรู้ว่าการเปลี่ยนแปลงจะส่งผลต่ออุตสาหกรรมของคุณอย่างไรในบทความเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงการดำเนินงานด้านสินทรัพย์ด้วย Digital Twins
ขอบคุณข้อมูลบทความดีๆ
ที่มา : https://www.ibm.com/topics/what-is-a-digital-twin