Синтез данных и цифровые двойники. Джейд Картер

      Глава 2. Цифровые двойники – концепция и история

      В этой главе:

      – Эволюция концепции цифрового двойника

      – Цифровые двойники в промышленности 4.0

      – Традиционные и современные подходы к моделированию реальных объектов

      – Важные примеры: космическая промышленность, производство, «умные» города

Эволюция концепции цифрового двойника

      Эволюция концепции «цифрового двойника» представляет собой процесс постепенного развития технологии от простых моделей до сложных систем, которые отражают реальные объекты и процессы в цифровом формате. Этот процесс включает несколько ключевых этапов, каждый из которых привносил новые возможности и усовершенствования в применение цифровых двойников в различных областях.

      Ранние концепции и первые шаги

      Концепция «цифрового двойника» начала развиваться в начале 2000-х годов. В этот период она была связана с созданием простых цифровых моделей, отражающих физические объекты или процессы. Эти ранние модели использовались для симуляции и анализа на стадии проектирования, сосредоточив внимание на создании статических представлений, помогающих прогнозировать производительность объектов и систем при заданных условиях. В то время цифровые двойники в основном применялись в инженерии и производстве для оценки проектных решений и оптимизации конструкций.

      Развитие технологий и интеграция данных

      С середины 2010-х годов концепция «цифрового двойника» начала эволюционировать благодаря значительному развитию технологий сбора данных и анализа. Внедрение Интернета вещей (IoT), сенсоров и больших данных позволило создавать более динамичные и адаптивные цифровые двойники. Эти системы начали включать в себя данные в реальном времени, что обеспечивало более точное и актуальное представление о физических объектах и процессах. В результате, цифровые двойники стали использоваться не только для проектирования, но и для мониторинга и управления рабочими процессами. Интеграция данных в реальном времени позволила проводить более точный анализ и прогнозирование, а также оперативно реагировать на изменения в работе объектов.

      Современные применения и расширение возможностей

      С начала 2020-х годов концепция цифрового двойника продолжила развиваться, интегрируясь с новыми технологиями, такими как искусственный интеллект, машинное обучение и облачные вычисления. Современные цифровые двойники теперь включают сложные симуляции и моделирование, что позволяет им не только отражать текущее состояние объектов, но и прогнозировать их будущее поведение в различных сценариях. Например, в промышленности цифровые двойники могут использоваться для предсказания отказов оборудования, оптимизации производственных процессов и управления цепочками поставок. В строительстве и городской инфраструктуре они применяются для моделирования и управления жизненным циклом зданий