Tại sao cần lưu ý về Digital twins

Sự phổ biến của các thiết bị IoT, khả năng thu thập và quản lý big data và sự xuất hiện của các công nghệ phân tích và dự đoán tinh vi, hiện đang thúc đẩy việc áp dụng Digital Twins. Gartner đã đặt tên cho Digital Twins là một trong 10 công nghệ chiến lược hàng đầu năm 2017, thúc đẩy trí tưởng tượng của các doanh nghiệp. Từ đó, nó là một câu chuyện về sự tăng trưởng.

Digital Twins là gì? Tại sao chúng lại quan trọng? Tại sao các giám đốc điều hành nên lưu ý về chúng? Hãy cùng khám phá qua bài viết này.

Digital Twins là gì?

Thứ nhất, Digital Twins là một khái niệm, không phải là một sản phẩm đơn lẻ hay là một phần của công nghệ. Nhiều công nghệ, mô phỏng 3D, IoT, 4G/5G, big data, blockchain, điện toán đám mây, điện toán ranh giới và trí tuệ nhân tạo kết hợp với nhau để cùng biến ý tưởng thành hiện thực.

Nguyên tắc cốt lõi là, đối với một thực thể vật lý hoặc một tài sản sẽ có một phiên bản kỹ thuật số tương đương tồn tại trong thế giới ảo. Với cảm biến được gắn xung quanh chúng ta, giờ đây có thể sao chép các tính chất và đặc tính vật lý ở dạng kỹ thuật số. Thực tế, bất kỳ thực thể vật lý hoặc tài sản nào, một chiếc ô tô, máy bay, toàn bộ nhà máy và thậm chí cả con người đều có thể có các cảm biến truyền thông tin theo thời gian thực tới bản sao kỹ thuật số của nó. Đổi lại, bản sao kỹ thuật số cung cấp cho bản sao vật lý (physical twin) các cơ hội để tối ưu hóa.

Giao tiếp hai chiều trong thời gian thực và đồng bộ hóa giữa bản sao vật lý và bản sao kỹ thuật số, cho phép nhiều cơ hội tiên lượng và chẩn đoán cho các doanh nghiệp.

Lợi ích củaDigital Twins

Digital Twins là để tăng cường chu kỳ thiết kế - thực hiện - thay đổi - ngừng hoạt động. Đương nhiên, từ giai đoạn khái niệm hóa đến giai đoạn ngừng hoạt động, bản sao kỹ thuật số sẽ tìm thấy một vị trí trong vòng đời sản phẩm. Nhìn rộng ra, có ba loại bản sao kỹ thuật số - Product Twin, Production Twin và Performance Twin (thuật ngữ được phổ biến bởi Siemens):

• Product Twin (bản sao sản phẩm): Giai đoạn thiết kế một tài sản vật chất là một giai đoạn phức tạp và tốn kém của vòng đời sản phẩm. Mặc dù thế giới thiết kế đã phát triển từ bản thiết kế 2D sang mô phỏng 3D độc lập, bộ phận nghiên cứu và phát triển sản phẩm vẫn bị hạn chế bởi sự hợp tác hạn chế. Các nguyên mẫu thử nghiệm đòi hỏi trình độ chuyên môn cao của con người để ngăn ngừa tổn thất do lỗi. Hơn nữa, hành vi không mong muốn/bất ngờ trong thế giới thực có nghĩa là phải quay trở lại bảng thiết kế và thực hiện các thay đổi tốn kém cho việc thiết kế.

Khái niệm về bản sao không còn xa lạ với bộ phận nghiên cứu và phát triển sản phẩm phần mềm - nhiều môi trường có thể được tách ra một cách dễ dàng và không tốn kém để mô phỏng các kịch bản. Digital Twins sẽ mang lại mức độ linh hoạt tương tự cho bộ phận nghiên cứu và phát triển sản phẩm phần cứng/vật lý. Với Digital Twins, các tổ chức có thể thiết kế các mô hình cộng tác với các nhóm người dùng và mô phỏng các điều kiện thử nghiệm khác nhau. Doanh nghiệp không cần lo lắng về việc vượt chi phí và cần các chuyên gia có kinh nghiệm, các nguyên mẫu có thể được đặt trong cả thử nghiệm mang tính xây dựng và phá hủy. Không chỉ giảm chi phí nghiên cứu và phát triển trong môi trường hộp cát ảo (virtual sandbox – một kỹ thuật quan trọng trong lĩnh vực bảo mật), chất lượng của sản phẩm cuối cùng cũng đã được quan sát để có thể cải thiện.

• Production Twins (Bản sao sản xuất): Hoạt động trơn tru là điều rất quan trọng đối với bất kỳ doanh nghiệp nào. Mặc dù chuyển đổi kỹ thuật số, nhiều hoạt động và quy trình sản xuất vẫn còn trong cứng nhắc và không cung cấp một bức tranh hoàn chỉnh về quy trình sản xuất. Trong nhiều bộ phận chuyển động, thường là trường hợp với các thực thể vật lý, những thông tin quan trọng như sự bất đồng và xung đột giữa các bộ phận không được ghi lại trong thế giới kỹ thuật số. Khi hàng tá biến số ảnh hưởng đến một quy trình sản xuất, nó không thể mô phỏng và kiểm soát mọi tình huống.

Digital Twins, ngoài việc cung cấp cái nhìn sâu sắc về các bộ phận và linh kiện, còn có khả năng cho phép hiển thị trong mối liên kết lớn của môi trường sản xuất - toàn bộ quy trình, nhà máy hoặc thậm chí là một thành phố. Bằng cách cho phép các mô hình của các đơn vị sản xuất ảo, Digital Twins tận dụng dữ liệu và công nghệ thời gian thực để tối ưu hóa quy trình sản xuất cho những người điều hành đơn vị. Con người bây giờ có thể hỏi những câu hỏi nếu – thì và mô phỏng tác động của chúng, mà không làm mất ổn định môi trường sản xuất. Bất kỳ thay đổi nào về trạng thái sử dụng, sẽ được phản ánh trong Digital Twin.

• Performance Twins (Bản sao hiệu suất): Một thời gian chết là không cần thiết, thất bại hoặc thiệt hại là mỗi cơn ác mộng của doanh nghiệp. Bất kỳ khía cạnh nào của 5M (Man, Machine, Material, Method và Management) - Con người, Máy móc, Vật liệu, Phương pháp và Quản lý - đều có thể dẫn đến một kết quả không mong muốn.

Trong Digital Twins, các thuộc tính vật lý và dữ liệu từ các cảm biến và môi trường hoạt động đang được kết hợp với các thuật toán dự đoán tinh vi. Bản sao kỹ thuật số có thể giúp các doanh nghiệp chuyển sang trạng thái dự đoán về những gì có khả năng xảy ra từ những gì đã xảy ra. Digital Twins cũng phục vụ như một khung quản lý kiến thức, lưu trữ trạng thái và hiệu suất lịch sử, dự đoán trạng thái trong tương lai và thông tin thiết kế. Với Digital Twins, các doanh nghiệp đang sở hữu khả năng tham vấn mạnh mẽ (từ quá khứ) và dự đoán siêu hạng (về tương lai).

Triển vọng Digital Twins

Với những lợi ích đáng kể, các giám đốc công nghệ thông tin đang coi Digital Twins là khuôn khổ chính để kiếm tiền từ các khoản đầu tư IOT của họ (theo nghiên cứu của Forrester). Trong vài năm qua, Digital Twins luôn xuất hiện trong các báo cáo của các nhà phân tích và nghiên cứu nổi tiếng. Dữ liệu nghiên cứu các thị trường khác nhau đã dự báo tăng trưởng phân khúc Digital Twin ở mức 38% CAGR (Tỷ lệ tăng trưởng lũy kế hàng năm), đạt 32,36 tỷ USD vào năm 2025.

Đương nhiên, các ngành công nghiệp có sự thâm nhập IOT cao hơn như hàng không vũ trụ, quốc phòng và ô tô luôn đi đầu trong việc triển khai Digital Twins. Nhận thấy tiềm năng lớn, các phân khúc khác như sản xuất, năng lượng và tiện ích, cơ sở hạ tầng, viễn thông, y tế và thậm chí nông nghiệp, đang xây dựng các trường hợp sử dụng Digital Twin cho các sáng kiến ​​Công nghiệp 4.0 của họ.

Các thành phố Digital Twin đang được sử dụng để mô phỏng kế hoạch và ứng phó thảm họa, các bác sĩ phẫu thuật đang thử nghiệm với một trái tim kỹ thuật số trước khi tiến hành phẫu thuật và các lưới cơ sở hạ tầng đang sử dụng Digital Ghosts (một spin-off của Digital Twins) để xác định và khắc phục các lỗ hổng. Tương lai đang ở phía trước và sẽ thật thú vị khi thế giới thực và thế giới ảo hợp nhất.