Цифровые двойники: применение наукоемких подходов в интересах высокотехнологичной промышленности

ость/адекватность модели. Каждый из нас может построить ту или иную цифровую модель. Наша задача — описать полностью, в динамике жизнь этого гепарда. Соответственно, появляются динамические математические модели. Дальше гепард живёт, проходит стадии жизненного цикла. И нам нужно сформировать его цифровой двойник на основе построенной модели. Мы понимаем, что все объекты живой и неживой природы подчиняются законам природы. Так или иначе всё идет к тому, что, по мнению эксперта, для реализации полноценных цифровых двойников придётся решать задачи, которые описываются нелинейными, нестационарными уравнениями в частных производных. Есть принципиально отличающиеся понятия «цифровой двойник» и «цифровая тень». Например, мы поймали гепарда, усыпили, вживили в него датчики. У нас протекает следующая цепочка: датчики, IIotT (интернет-соединение), Big Data (большие объемы данных), PA (продуктивная аналитика). Далее мы пытаемся на прошлом опыте поведения гепарда предсказать его будущее. Мы фактически не использовали законов природы, не писали никаких уравнений. Мы пытаемся установить функциональную зависимость между точками поведения гепарда во времени. Если бы он вёл себя всё время одинаково, то этот подход годился бы. Если же у нас возникают какие-то ситуации, нарушающие его нормальный ритм жизни, то такой подход не подойдет. Цифровая тень не дает нам возможности спрогнозировать поведение гепарда в будущем, она лишь делает цифровой «слепок» его действий и поведения в прошлом.

Применение технологии цифровых двойников

Для чего нужна такая технология на практике? Как уже отмечалось ранее, у ученых есть возможность создать цифровую копию как живых существ, так и каких-либо предметов. Здесь открывается огромный простор для промышленного применения технологии.

Вместе с разработкой цифрового двойника создаются опытные образцы каких-либо изделий, которые часто проходят испытания с первого раза. Это гораздо эффективнее, чем проектировать то же изделие без его цифровой копии, только в материальном выражении. Так мы сможем с помощью цифровых моделей изучить изделие, выделить его слабые стороны, предложить подходы и решения для доработки изделия. Тогда количество натурных испытаний значительно уменьшается, при этом увеличится число виртуальных испытаний. Здесь прослеживается экономическая выгода от применения цифровых двойников. Например, любое изготовление в «железе» двигателя обойдется намного дороже, чем проведение виртуальных испытаний. Конечная цель этой инновационной разработки заключается в том, чтобы с помощью создания цифровых копий реальных предметов получить возможность научиться проектировать самые лучшие, самые лёгкие, экологичные изделия за наименьшее количество шагов. Эта задача очень сложная. Однако реализация ее способна значительно продвинуть вперед всю нашу цивилизацию.