Цифровые двойники и цифровые тени
Специалисты Центра НТИ СПбПУ под руководством Алексея Боровкова подготовили главу «Новая парадигма цифрового проектирования и моделирования глобально конкурентоспособной продукции нового поколения» [11] в Рабочий доклад Московской школы управления СКОЛКОВО «Цифровое производство: методы, экосистемы, технологии».
В докладе отмечается, что основу новой парадигмы цифрового проектирования и моделирования составляет использование сложных мультидисциплинарных математических моделей с высоким уровнем адекватности реальным материалам, конструкциям и физико-механическим процессам, разработка цифровых двойников как продукции (DT-1), так и производственных и технологических процессов (DT-2).
Такие математические модели агрегируют в себе все знания, которые применяются при проектировании, производстве и эксплуатации изделия. Модель за счет своей высокой адекватности позволяет значительно «приблизиться» к реальному объекту, что обеспечивает отличие между результатами виртуальных и натурных испытаний в пределах ± 5%. Именно такую высокоадекватную модель можно назвать цифровым двойником объекта.
Для ее получения необходимо применять следующие основные подходы, методы и технологии (выделены в рамках подготовки краткого доклада Центра НТИ СПбПУ и Инфраструктурного центра «Технет» «Цифровые двойники в высокотехнологичной промышленности»):
|
|
|
· «Best-in-class» технологии мирового уровня, из которых путем комплексирования формируется цепочка создания глобально конкурентоспособной продукции;
· системный инжиниринг;
· многоуровневая матрица требований / целевых показателей и ресурсных ограничений;
· «Виртуальные испытания» & «Виртуальные стенды» & «Виртуальные полигоны» [33].
В своих докладах Алексей Боровков отмечает, что многие до сих пор путают понятия цифровой тени и цифрового двойника. Говоря простым языком, цифровая тень может использовать трехмерные модели с заданными параметрами, но при этом не способна прогнозировать то, что может случиться с изделием при определенных условиях эксплуатации. Таким образом, цифровая тень может предсказать поведение реального объекта только в тех условиях, в которых осуществлялся сбор данных (Big Data), но не позволяет моделировать ситуации, в которых реальный объект не эксплуатировался. В основе цифровой тени лежит, как правило, 3D геометрическая модель (электронный макет изделия), уровень адекватности которой пытаются повысить за счет длительных и дорогостоящих натурных испытаний или режимов эксплуатации и поступающих данных с избыточного количества датчиков на реальном объекте.
|
|
|
Кроме того, важным представляется комплексирование цифрового двойника изделия (DT-1) и цифрового двойника производственных и технологических процессов (DT-2) в рамках единой цифровой модели на основе выполнения десятков тысяч виртуальных испытаний в процессе «цифровой сертификации», что ведет к формированию «умного» цифрового двойника первого уровня (Smart Digital Twin, SDT(1)) (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Семейство физических и математических моделей. Цифровой двойник, «умный» цифровой двойник, цифровая тень (Источник: Центр НТИ СПбПУ)
Ключевые выводы и рекомендации от лидеров цифрового производства
Ниже приведены ключевые рекомендации, адресованные руководителям, осуществляющим цифровую трансформацию, и представленные в виде ключевых тезисов от лидеров цифрового производства: Алексея Боровкова, Радислава Бирбраера, Павла Биленко, Карла Ости, Кристиана Хокена и других экспертов:
· инвестиции в технологии при неэффективном менеджменте не только не окажут положительного влияния на бизнес, но, напротив, приведут к отрицательным результатам, а движущей силой цифровой трансформации являются не только новые цифровые технологии, но и руководство, ориентированное на внедрение новшеств и использующее современные методы управления. В этой связи одним из правил цифровой трансформации является ее проведение «сверху вниз»;
|
|
|
· для тестирования новых технологий должны быть созданы так называемые «spin-off», внешние компании, чтобы не «убивать» классический бизнес;
· в современных конкурентных условиях необходимо отказаться от разработки долгосрочных стратегических планов. Сейчас процессы планирования идут в условиях настолько возросшего количества неопределенностей, что к моменту формулирования результата планирования он уже фактически устаревает;
· цифровая стратегия – это прежде всего нацеленность на рост оборота, а не борьба за сокращение затрат. Именно такие бизнес-решения легко масштабируются (при фиксированных затратах на внедрение объемы растут);
· скорость принятия решений – это сегодня фактор № 1 успеха в бизнесе. Таким образом, решения должны приниматься в реальном времени;
· быстрая скорость реализации сервиса для быстрой скорости принятия бизнес-решений – это суть цифрового сервиса в Индустрии 4.0. При выводе цифровых сервисов на рынок степень их готовности – не более 80%, остальные 20% дорабатываются по мере расширения продаж и получения отклика от клиентов (в процессе эксплуатации);
|
|
|
· необходимо думать о реальных потребностях клиентов, и вы получите новую бизнес-модель, которую поддержат цифровые данные, цифровые сервисы.
В первой главе данного руководства были рассмотрены основные концепции, тенденции и технологии умного производства, а также стратегии, бизнес-модели и методики трансформации бизнес-процессов. Следующие главы посвящены вопросам организации и реализации процессов цифрового проектирования.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 1677; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!