Co je digitální dvojče a proč je důležité v IoT?

Společnosti, které se připravují na budoucnost, efektivně vytvářejí, řeší obtíže, inovují a aktualizují své fyzické i digitální produkty s využitím digitálních dvojčat. Nejste si jisti, co to digitální dvojče je? Přečtěte si více níže!

Internet věcí (IoT) umožňuje firmám shromažďovat rozsáhlé objemy dat z reálného prostředí. V komerčním využití přináší IoT zásadní změny do různých výrobních a servisních procesů. Rovněž napomáhá podnikům vytvářet simulace v reálném čase pro stávající i nové produkty či služby.

Pokročilá úroveň simulace, neboli koncept digitálního dvojčete, poháněná technologií IoT, vám poskytuje přesná data přímo z terénu.

Pokud proniknete do technické a teoretické podstaty digitálního dvojčete, otevírá se před vámi obrovské množství příležitostí.

Můžete se specializovat na budování řešení pro digitální dvojčata pro velké společnosti, nebo si zajistit vysoce placené pozice v předních firmách. Navíc můžete tuto technologii využít i ve svém vlastním podnikání. Pojďme si tedy detailněji projít, co digitální dvojče je, jak funguje a proč je důležité.

Co je to digitální dvojče?

Digitální dvojče představuje virtuální model fyzických produktů, aktiv, pracovních sil, obchodních procesů a digitálního softwaru vytvořený v počítačovém prostředí.

Během celého životního cyklu produktu získává digitální dvojče data v reálném čase prostřednictvím senzorů a informací získaných z průzkumů. Algoritmy pro analýzu dat poté tyto informace zpracovávají a vytvářejí budoucí prognózy.

Tímto způsobem může vývojový tým produktu zdokonalit jakýkoliv produkt, provést vylepšení v dalších fázích vývoje, objevit nové obchodní příležitosti a mnoho dalšího.

Digitální dvojčata lze vytvořit prakticky pro cokoliv, co je z obchodního hlediska relevantní. V počítačovém programu lze simulovat vše, od jednoduchého skladu zboží, přes sídlo společnosti, až po vesmírné lodě, ropné plošiny na moři, hyperloop systémy, CRM a software pro kybernetickou bezpečnost.

Jak digitální dvojče funguje?

Proces tvorby digitálního dvojčete začíná vytvořením grafické kopie fyzického objektu. Například, pokud potřebujete digitální repliku kancelářské budovy, použijete CAD software pro návrh budovy. Dále můžete využít 3D skenery pro detailní digitalizaci interiéru a dosažení co nejvěrnější digitální repliky.

Následně je nutné implementovat IoT zařízení pro sběr dat. Může jít o termostaty, chytré bezpečnostní kamery s rozpoznáváním textu, Wi-Fi routery, teplotní senzory, senzory pro detekci vody a vzduchu, senzory okolního zvuku a další.

Pomocí jedné nebo více jednotek pro analýzu dat můžete získávat cenné informace z těchto IoT zařízení a senzorů. Po provedení lokální analýzy můžete data uložit do cloudového úložiště a využít statistické údaje k vytvoření živého modelu budovy v počítači za pomoci CAD modelu.

Digitální dvojče bude zrcadlit veškeré aktivity uvnitř budovy. Díky nepřetržitému toku dat můžete předvídat chování, spotřebu energie, pokrytí Wi-Fi, využití klimatizace, optimální komerční využití prostoru a další.

Typy digitálních dvojčat

#1. Dvojčata obchodních aktiv

Pokud dvě nebo více obchodních složek spolupracují, aby přinesly hodnotné výsledky, nazýváme to obchodní aktivum. Vytvořením digitálních dvojčat těchto aktiv, získáte takzvaná dvojčata aktiv.

Takové digitální repliky vám pomohou zkoumat interakci jednotlivých komponent v reálném prostředí a shromažďovat data o jejich výkonu za účelem zlepšení procesů.

#2. Dvojčata dílů nebo komponentů

Dvojčata komponent nebo dílů představují digitální kopie nejmenších jednotek v rámci obchodního procesu. Například dopravníkový pás nebo robotické rameno mohou být digitálně modelovány v počítačovém programu pro účely simulace.

#3. Dvojčata jednotek nebo systémů

Dvojčata jednotek jsou digitální repliky podnikových systémů, které produkují meziprodukt nebo finální produkt, a obsahují živá provozní data. Jako příklad můžeme uvést stroj na stáčení minerální vody, který vyrábí balenou minerální vodu pro etiketovací jednotku.

#4. Dvojčata procesů nebo pracovních postupů

Digitální dvojčata procesů nebo pracovních postupů představují nejvyšší úroveň digitálních replik. Například vytvoření digitální simulace skutečné továrny na výrobu automobilů je procesním dvojčetem.

Procesní dvojčata ukazují, jak lidská pracovní síla, robotická zařízení, výrobní jednotky a další menší součásti spolupracují při výrobě automobilů.

Digitální dvojče vs. Simulace

Přestože se tyto dva koncepty mohou zdát podobné, následující tabulka poukazuje na jejich klíčové rozdíly:

Případy využití digitálního dvojčete

#1. Výroba

Digitální dvojčata jsou vytvořena proto, aby zrcadlila celý životní cyklus produktu. Proto není překvapením, že se stala nepostradatelnou součástí všech fází výroby, od návrhu až po finální produkt a všechny mezikroky.

#2. Zdravotnictví

Stejně jako produkty a služby, i pacienti mohou těžit z technologie digitálních dvojčat. Množství zdravotnických IoT zařízení shromažďuje data na různých úrovních.

Odborníci mohou aplikovat takto získaná data a léčebné strategie na digitální kopii pacienta a simulovat situaci. Tento postup pomáhá vytvářet nejlepší možné strategie léčby.

#3. Automobilový průmysl

Vozidla zahrnují mnoho komplexních, variabilních a spolupracujících systémů. Konstruktéři a inženýři hojně využívají digitální dvojčata při návrhu a výrobě automobilů.

Tento přístup umožňuje zdokonalovat vozidla, minimalizovat výrobní náklady a generovat velké zisky pro automobilový průmysl.

#4. Maloobchod

Velké obchodní řetězce již implementovaly technologii digitálních dvojčat do svých nákupních center a prodejních ploch.

Sbírají zákaznická data prostřednictvím IoT zařízení, která sledují chování zákazníků u produktových displejů, balení, výběr konkrétní značky, cenové preference a další.

Analýzou těchto dat mohou marketingové týmy v maloobchodu vytvářet strategie pro maximalizaci prodeje.

Využití digitálního dvojčete v IoT

IoT a technologie digitálních dvojčat jsou vzájemně provázané. Potřebujete implementovat IoT zařízení, abyste mohli sbírat aktuální data o skutečném objektu a přenášet je do digitální repliky na serveru.

Protože IoT zařízení mohou komunikovat mezi sebou a s centrálním serverem, je snadné shromažďovat ucelené informace o monitorovaném fyzickém objektu. IoT zařízení neustále dodávají data, takže model digitálního dvojčete může analyzovat a prezentovat informace o výkonu.

Stejně tak výrobci IoT zařízení mohou vytvořit digitální kopii jednoho zařízení nebo celé domácnosti či kanceláře a testovat efektivitu různých IoT zařízení, která plánují vyvinout.

Například výrobce IoT může vytvořit simulaci chytré domácnosti s využitím CAD a 3D skenování skutečné domácnosti. Poté může na svém digitálním dvojčeti umístit různé IoT zařízení na různé pozice a ověřit, zda se mohou připojit k domácí Wi-Fi, nebo potřebují nějaké úpravy.

Výhody digitálního dvojčete

Níže naleznete výhody, které vaše firma získá implementací této technologie:

#1. Zvýšená efektivita

Když je nový produkt ve fázi výroby, můžete optimalizovat celý proces v reálném čase, vyměňovat vadná zařízení, předcházet nehodám a minimalizovat prostoje systému.

#2. Nákladově efektivní výzkum a vývoj

S digitální kopií skutečného produktu nebo služby máte k dispozici velké množství dat o výkonu na centrálním serveru.

Proto můžete data analyzovat a rozkládat, abyste mohli vytvářet předpovědi a testovat hypotézy. Pokud se tyto hypotézy potvrdí, můžete objevit nové produkty, služby nebo modely zpeněžení z existujících zdrojů.

#3. Zvýšený výkon

Můžete také zajistit stálý a špičkový výkon produktů a služeb sběrem dat v reálném čase pomocí internetu věcí a jejich promítáním do digitálních dvojčat.

Na vaší obrazovce se například automaticky zobrazí všechny potenciální systémové chyby. Můžete bezpečně přerušit proces a okamžitě vyměnit zařízení, abyste minimalizovali ztrátu času.

#4. Bezproblémové sledování

U nebezpečných výrobních zařízení můžete využít vzdálené monitorování pomocí modelu digitálního dvojčete.

#5. Predikce

Výrobní a pohostinský průmysl může přesněji předvídat své výrobní nebo servisní kapacity pro velké zakázky.

#6. Minimální doba výroby

Navíc můžete snížit počet chyb, odchylek a zkrátit výrobní čas produktu simulováním různých problémů a poruch na digitálním dvojčeti. Jakmile naleznete řešení, můžete jej aplikovat na reálný produkt a vylepšit jej.

#7. Řízení konce životnosti produktu

Výrobci mohou předem naplánovat strategie recyklace nebo likvidace výrobku předtím, než vyrobí prototyp.

Digitální repliky mohou také odhalit nebezpečné materiály, což umožňuje návrhářům produktů používat bezpečnější alternativy.

Výzvy digitálních dvojčat

Stejně jako jakákoliv nová technologie, i digitální dvojčata se potýkají s určitými výzvami:

• IoT senzory shromažďují obrovské množství dat z reálného světa pro program digitálního dvojčete. Efektivní a včasná analýza takto velkých souborů dat je náročná.
• Před samotnou analýzou musíte data zpracovat, vyčistit a naformátovat. Toto je rovněž úzké hrdlo.
• Vzhledem k tomu, že shromažďujete terabajty dat, musíte je bezpečně uložit, dokud nezískáte obchodní statistiky. Náklady na bezpečné uložení dat se neustále zvyšují.
• Technologie digitálních dvojčat je silně závislá na IoT. IoT je nákladná infrastruktura vyžadující údržbu, rozsáhlé úložiště, vysokorychlostní internet a bezpečnostní monitoring.
• Integrace nástrojů pro tvorbu digitálních dvojčat s komerčním softwarem představuje velkou výzvu. Velcí vývojáři vytvářejí individuální integrace, jako je integrace CAD pro PLM software. Tím vzniká šance na monopol a závislost na dodavatelích.
• Tok informací v digitálním dvojčeti může být omezen kvůli neochotě dodavatelů třetích stran sdílet interní data z jejich výrobních procesů, dodavatelského řetězce, skladových zásob atd.
• Technologie je navíc velmi komplexní a vyžaduje dlouhou dobu učení. Nemůžete své zaměstnance přeškolit ze dne na den. Proto je nutné na začátku najmout špičkové profesionály.

Dále můžete prozkoumat budoucnost technologie digitálních dvojčat.

Budoucnost digitálních dvojčat

Budoucí růst digitálních dvojčat bude záviset především na umělé inteligenci a strojovém učení. Podniky rozšíří využití této technologie z nejdražších aktiv a procesů na cokoliv souvisejícího s obchodním růstem, protože náklady na její pořízení budou klesat s postupem jejího vývoje.

Podle společnosti Fortune Business Insights by tržní podíl technologie digitálních dvojčat měl do roku 2029 dosáhnout 96,49 miliardy dolarů.

V budoucnu do implementace digitálních dvojčat vzroste i zapojení cloud computingu, rozšířené reality a internetu věcí. To povede ke zvýšené poptávce po kvalifikovaných odbornících v těchto oborech.

Výukové zdroje

Stavba průmyslových digitálních dvojčat

Kniha "Building Industrial Digital Twins" vám pomůže naučit se, jak vytvořit minimální životaschopný produkt (MVP) s využitím technologie digitálních dvojčat.

Kniha se také věnuje uživatelskému rozhraní Microsoft Azure Digital Twin, návrhu, provozu a údržbě průmyslových aktiv a produktů pomocí technologie digitálních dvojčat, reálným obchodním využitím a praktickým příkladům aplikace této špičkové technologie.

Digitální dvojče: Kompletní průvodce

Publikace "Digitální dvojče: Kompletní průvodce" nabízí digitální studijní materiály a knihu v tištěné podobě.

Díky studiu tohoto zdroje rozvíjíte schopnost porozumět technologii digitálních dvojčat a odpovídat na otázky s ní spojené. Na konci knihy je navíc k dispozici autotest.

Digitální dvojče: Průvodce pro začátečníky

Publikace "Digitální dvojče: Průvodce pro začátečníky" vám pomůže posoudit, zda potřebujete tuto technologii k řešení obchodních problémů. Pomůže vám také pochopit, zda potřebujete školit své zaměstnance v oblasti digitálních dvojčat.

Různé moduly hodnocení jsou užitečné zejména pro konzultanty, poradce, manažery, profesionály a další.

Digitální dvojče: Filozofie pro novou digitální revoluci

Absolvováním online kurzu "Digitální dvojče" získáte hlubší pochopení fungování, reality a budoucího vývoje technologie digitálních dvojčat.

Tento 33minutový kurz se zaměřuje na následující témata:

• Nové protokoly digitálních dvojčat
• BIM v éře digitálních dvojčat
• Základní principy digitálních dvojčat
• Digitální revoluce

Kurz zahrnuje 5 video přednášek.

Digitální dvojče: Komplexní přehled

Kurz "Digitální dvojče: Komplexní přehled" je ideální pro osvojení konceptů a technologií digitálních dvojčat od samých základů. V 18 sekcích naleznete 46 video přednášek, které si můžete opakovaně pouštět, dokud problematiku plně nepochopíte.

Kurz se zabývá Průmyslem 4.0, implementací digitálních dvojčat, výzvami, kariérními příležitostmi a dalšími souvisejícími tématy.

Závěrem

V tomto článku jste se seznámili se základními koncepty digitálních dvojčat. Objevili jste také zdroje, které vám mohou pomoci na vaší cestě k zvládnutí technologie digitálních dvojčat pro podnikání, agentury nebo pro vaši profesní kariéru.

Dále si můžete prostudovat nejlepší nástroje pro simulaci kybernetických útoků.