فناوری دوقلوی دیجیتال؛ همزاد هوشمند در صنایع!

دوقلوی دیجیتال چیست؟

دوقلوی دیجیتال، نمایش دیجیتالی از یک شی، فرآیند یا خدمات فیزیکی است. یک دوقلوی دیجیتال می‌تواند یک ماکت دیجیتالی از یک شی در دنیای فیزیکی باشد، مانند موتور جت یا توربین بادی، ساختمان‌ها یا حتی کل شهرها!

دوقلوی دیجیتال در اصل یک برنامه کامپیوتری است که از داده‌های دنیای واقعی برای شبیه‌سازی‌هایی استفاده می‌کند که می‌تواند نحوه عملکرد یک محصول یا فرآیند را پیش‌بینی کند. این برنامه‌ها می‌توانند اینترنت اشیا، هوش مصنوعی و تجزیه و تحلیل نرم‌افزار را برای افزایش خروجی ادغام کنند.

نحوه کار دوقلوی دیجیتال چگونه است؟

توسعه دهندگانی که دوقلوهای دیجیتالی تولید می‌کنند، با نصب تعدادی حسگر روی نمونه اصلی، اطلاعات مورد نیاز را جمع‌آوری می‌کنند. این به نمونه دیجیتالی اجازه می‌دهد آنچه را که در نمونه اصلی در آن واحد اتفاق می‌افتد تقلید و شبیه‌سازی کند و عملکرد و مشکلات احتمالی آن را به سازندگان نشان دهد. این دوقلو می‌تواند با یک نمونه اولیه برای ارائه بازخورد در مورد محصول مورد استفاده قرار گیرد یا حتی می‌تواند به عنوان یک نمونه اولیه برای مدل‌سازی آنچه در نسخه فیزیکی هنگام ساخت اتفاق می‌افتد، عمل کند.

چه چالش‌هایی را حل می‌کند؟

از آن جا که می‌توان آن را در طیف وسیعی از صنایع، از خودرو گرفته تا مراقبت‌های بهداشتی و تولید برق استفاده کرد، قبلاً برای حل بسیاری از چالش‌ها مورد استفاده قرار گرفته است. این چالش‌ها و مشکلات شامل آزمایش مقاومت در برابر خوردگی برای توربین‌های بادی و بهبود کارایی در اتومبیل‌های مسابقه است. برنامه‌های دیگر شامل مدل‌سازی بیمارستان‌ها برای تعیین جریان کار و نیروی انسانی برای یافتن بهبود روش‌ها است.

یک دوقلوی دیجیتالی به کاربران اجازه می‌دهد راه حل‌هایی برای افزایش طول عمر محصول، بهبود تولید و فرآیند، توسعه محصول و آزمایش نمونه اولیه را بررسی کنند.

چه کسی آن را اختراع کرد؟

مفهوم دوقلوهای دیجیتالی برای اولین بار توسط کتاب David Gelernter در سال ۱۹۹۱ به نام “Mirror Worlds” مطرح شد وMichael Grieves  از موسسه فناوری فلوریدا این مفهوم را در تولید به کار برد. او در سال ۲۰۰۲، به طور رسمی مفهوم دوقلوهای دیجیتالی را در کنفرانس انجمن مهندسین تولید میشیگان معرفی کرد.

با این حال، این ناسا بود که ابتدا مفهوم دوقلوهای دیجیتال را پذیرفت و این ایده برای ایجاد شبیه‌سازی دیجیتالی کپسول‌های فضایی و آزمایش آن استفاده شد.

مفهوم دوقلوهای دیجیتالی در سال ۲۰۱۷ گسترش پیدا کرد، زمانی که Gartner آن را به عنوان یکی از ۱۰ فناوری استراتژیک برتر معرفی کرد. از آن زمان، این مفهوم در مجموعه‌ای رو به رشد از برنامه‌ها و فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شود.

مزایای دوقلوی دیجیتال چیست؟

مزایای دوقلوی دیجیتال بسته به زمان و مکان استفاده از آن متفاوت است. به عنوان مثال، استفاده از دوقلو دیجیتال برای نظارت بر محصولات موجود، مانند توربین بادی یا خط لوله نفت، می تواند بار نگهداری را کاهش داده و میلیون‌ها نفر را در هزینه‌های مربوطه صرفه‌جویی کند. هم‌چنین می‌توان از دوقلوهای دیجیتال برای نمونه‌سازی قبل از تولید، کاهش عیوب محصول و کوتاه شدن زمان عرضه به بازار استفاده کرد. موارد دیگر استفاده از دوقلوهای دیجیتالی می‌تواند شامل بهبود فرآیندها باشد، خواه این نظارت بر سطوح کارکنان در برابر خروجی یا همسویی زنجیره تامین با نیازهای تولید یا نگهداری باشد.

استفاده از دوقلوی دیجیتال در بخش معدن

فناوری دوقلوی دیجیتال به شرکت‌های معدنی اجازه می‌دهد تا ابتکارات و نوآوری‌های مختلف را بدون خطر برای عملیات آزمایش کند. به عنوان مثال، یک مدل شبیه‌سازی شده می‌تواند تغییرات مهم فرآیندهای مربوط به انبار یا حتی تاسیسات معدنی را مورد آزمایش قرار دهد.

برخی از مزایای این فناوری در صنعت فرآوری مواد معدنی عبارتند از:

• به عنوان یک ابزار تصمیم‌گیری – تحلیلی برای جلوگیری از هزینه‌های غیرضروری استفاده می‌شود.
• سناریوهای مختلف را برای تعیین میزان توان آزمایش می‌کند.
• تنگناها (bottlenecks) در فرآیند مشخص می‌کند.

منابع:

۱. https://www.simio.com/blog/2021/05/17/benefits-process-digital-twin-technology-mining-industry/

۲. https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/what-is-digital-twin