Digital Twin: جميع مزايا الابتكار اللامتناهي

اكتشاف التوائم الرقمية ، التقنيات التي تدعمها ومن سيستخدم نموذج المحاكاة الحالي الأكثر تحفيزًا

يحدد Digital Twin أو Digital Twin النسخة المتماثلة المثالية لعنصر مادي في تنسيق رقمي ، سواء كان منتجًا أو عملية أو نظامًا.
ظهر التوأم الرقمي ، الذي ينتمي مؤلفه إلى مايكل فيكرز ، لأول مرة في عام 1970 بمناسبة الاستخدام المتزامن من قبل وكالة ناسا لخمسة عشر جهاز كمبيوتر لإنشاء عمليات المحاكاة التي وجهت طاقم أبولو 13 في مساحة عملية الاسترداد.
عوضًا عن ذلك ، يرجع أول تطبيق برمجي على المستوى الصناعي إلى Michael Grieves ، الذي قدم في 2002 Digital Twin كنموذج مفاهيمي على أساس دورة حياة المنتج.
في Digital Twin ، يتم إعادة إنتاج جميع البيانات والمعلومات من العالم الحقيقي بأمانة في العالم الافتراضي من أجل إنشاء زوج من التوائم المتطابقة تمامًا.
يمكن لهذين النظامين ، من خلال استخدام تقنيات مختلفة ومحددة ، التواصل والتفاعل من خلال تبادل المعلومات ومساعدة بعضهما البعض طوال دورة حياة المنتج أو النظام ، من مرحلة الإنشاء والإنتاج إلى مرحلة التشغيل والمراقبة.

التحول الرقمي: مقياس الشركات الإيطالية

وبالتالي توفير كبير للوقت والمخاطرة والمال

يمكن أن يولد التوأم الرقمي قبل أو بعد الشيء الحقيقي. عندما يتم إنشاؤه قبل المنتج المادي ، فإنه يسمح بنشاط وقائي مهم.
ضع في اعتبارك ، على سبيل المثال ، مرحلة تصور منتج و / أو نظام. إن امتلاك التوأم الرقمي الذي يحاكي ويتوقع سلوك النموذج المادي المستقبلي يعني إنشاء منتج وظيفي مع توفير كبير في الوقت والمخاطر والمال.
علاوة على ذلك ، بمجرد ولادة النظام أو المنتج المادي ، لا يتم التخلي عنه بواسطة Digital Twin ، والذي سينوع وظائفه من خلال تنفيذ نشاط تنبؤي ومراقبة لسلوكه من أجل تحسين أدائه أو حل أي مشاكل أو إنشاء أخرى و خدمات مختلفة.
من ناحية أخرى ، إذا كان الكائن موجودًا بالفعل ، فمن الممكن ، باستخدام أحدث الأدوات التكنولوجية ، إنشاء توأم دقيق ومفصل مبني على البيانات ويمكن من خلاله العمل مع أنظمة الذكاء الاصطناعي المختلفة لتنفيذها كل عملية وظيفية للمنفعة المختلفة للكائن المادي.

هذا التصور الغريب للرقمية في ظل غياب الدراية

ما الذي يميز التوائم الرقمية أو التوائم الرقمية؟

يسمح Digital Twin ، قبل كل شيء ، بمتابعة الكائن أو العملية طوال دورة حياته من خلال التفاعل معه.
في معظم عمليات المحاكاة ، تتم نمذجة الكائن الحقيقي على شكله الخارجي ، ومن الممكن فقط رؤية الخصائص الخارجية (على سبيل المثال الجولات الافتراضية).
من ناحية أخرى ، في Digital Twin ، لا يتم تنفيذ النمذجة من الخارج فحسب ، بل تسمح لك بالدخول إلى داخل الكائن ، وبالتالي ، معرفة واستخراج واستخدام كل عنصر من عناصره المعينة ، على سبيل المثال: القياسات والمواد والهياكل والعديد من العناصر الأخرى.
علاوة على ذلك ، من الممكن إدخال جميع المعلومات المتعلقة بالشيء ، على سبيل المثال معلومات عن أصل ، ومصدر المواد ، والبيانات التاريخية ، وما إلى ذلك ، بالإضافة إلى عمل نمذجة وظيفية لاستخدامها في عالم الإنترنت .

إطلاق رقمي مبتكر لثابت Alpha Tauri في F1

كم عدد الاختلافات مع إعادة الإعمار ثلاثية الأبعاد "الثابتة" ...

يختلف التوأم الرقمي أيضًا عن إعادة الإعمار ثلاثية الأبعاد ، والتي توفر تمثيلًا ثابتًا للنموذج المادي ، من حيث أنه ديناميكي بفضل إمكانية تبادل البيانات في الوقت الفعلي مع النظير المادي من خلال استخدام أنظمة إنترنت الأشياء (إنترنت الأشياء) .
لكن الجانب الأكثر ابتكارًا في Digital Twin يكمن في حقيقة أنه بمجرد إنشائه يوفر الفرصة لاستغلال العديد من المعلومات التي يحتوي عليها لإنشاء خدمات مبتكرة وتنشيطها.
على سبيل المثال ، تفترض أنشطة الواقع المعزز بالضرورة الخلق الوقائي لموضوع تمت نمذجته ، وبالتالي من التوأم الرقمي حيث سيكون من الممكن بعد ذلك التشغيل والتجربة.
من ناحية أخرى ، تحتاج خوارزميات الذكاء الاصطناعي إلى نموذج موجود لمعالجة العمليات المختلفة. وما إلى ذلك وهلم جرا.

التمويل الرقمي: تم تحديد 12 مجال عمل في سويسرا

ما هي التقنيات التي تدعم هذا المفهوم؟

تعد الأنظمة التكنولوجية التي تدعم التوائم الرقمية أو التوائم الرقمية هي الأكثر تنوعًا ، ولكنها قبل كل شيء حققت قفزة كبيرة في الجودة في السنوات الأخيرة. لذلك يجدر إدراجها في الوقت المناسب وبطريقة دقيقة ...
الماسحات الضوئية الليزرية ثلاثية الأبعاد ، ومسح LIDAR (الكشف عن الليزر وتحديد المدى) ، وكاميرات عالية الدقة لنمذجة الكائن من خلال اكتشاف وجمع النقاط الموجودة في الفضاء الرقمي ، أو ما يسمى سحابة النقاط ؛
برامج المحاكاة والبيانات الضخمة ؛
سحابة ، المكان الذي يوجد فيه التوأم الرقمي ؛
إنترنت الأشياء ، أي جميع الكائنات التي يمكنها تبادل البيانات وتوصيلها بأجهزة وأنظمة أخرى على الإنترنت. التوأم الرقمي هو أساس إنترنت الأشياء ، في حين أن إنترنت الأشياء هو أداة الاتصال بين الكائن المادي والافتراضي.

كل ما يجب على الحكومة السويسرية من أجل الرقمنة

كيف يبدو المستقبل وما هي القطاعات التي ستستفيد منه؟

يشكل التوأم الرقمي بتطبيقاته المختلفة حصة سوقية ناشئة بشكل متزايد.
وفقًا لتوقعات الأسواق والأسواق ، أنتج سوق التوأم الرقمي العالمي في عام 2020 أرقامًا بنحو 3,1 مليار دولار ، ومن المتوقع أنه بحلول عام 2026 سيصل إلى 48,2 مليار دولار.
يمتد تطبيق Digital Twin ، الذي يقتصر في البداية على الفضاء والصناعة (الهندسة والتصنيع والطيران والطاقة ، وما إلى ذلك) ، إلى كل منطقة تمكنت من تحديد واستغلال إمكاناتها الهائلة.
في عام 2019 ، استحوذ قطاع السيارات على الحصة الأكبر من سوق التوائم الرقمية ، بينما في العامين الماضيين ، ارتبط النمو بشكل خاص بقطاعي الرعاية الصحية والأدوية بسبب جائحة COVID-19.
يتم استخدام التوائم الرقمية في مجال الرعاية الصحية والصناعات الدوائية لمراقبة صحة المرضى ودراسة التغيرات في الحياة اليومية التي حدثت بسبب الفيروس.
ستستثمر إمكانات التوأم الرقمي بشكل أساسي في جميع القطاعات التي تهدف إلى تقديم خدمات فعالة وتحسين نوعية حياة الناس.
سيرتبط التطور المنطقي للمدن الذكية ("المدن الذكية") أيضًا بالقدرة على تطوير التوائم الرقمية الحضرية ، أي التوائم الرقمية التي تدعم الحوكمة الإقليمية القادرة على التخطيط المسبق للتطور الكامل للمدينة ، والخدمات المقدمة ، لمنع وإصلاح المشاكل حتى قبل أن تصبح مشاكل لا يمكن إصلاحها.

الفنان السويسري فابيان أوفنر "الرقمي" من لامبورغيني

من المدينة إلى الإقليم في "توأمة" ملحة

بتوسيع النظرة من المدينة إلى المنطقة ، يمكن استخدام التوائم الرقمية لافتراض ولادة التوائم الرقمية للأرض (LDT) أو مرافقة بناء أراضي ذكية حقيقية قادرة على تخطيط الحياة وتطويرها وتحسينها حتى في الضواحي.
علاوة على ذلك ، بدأت إعادة تطوير الأراضي في اتباع نهج مفتوح للابتكار التكنولوجي لكل ما يتعلق باستعادة الممتلكات وبناءها وتجديدها وبيعها.
تتعدد المزايا الناتجة عن استخدام التوأم الرقمي وتتضمن مواضيع مختلفة.
يتيح لك Digital Twin تخيل المبنى المستقبلي والتخطيط له ورؤيته وتصحيحه ، والحفاظ على ذاكرته التاريخية ، ومراقبة حالته في الوقت الفعلي ، من خلال إنترنت الأشياء ، لتحسين نوعية حياة السكان ، وتقليل التكاليف و التدخل للتخلص من المشكلات الحرجة و / أو جدولة تدخلات الصيانة.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن زيارة المبنى الافتراضي بالتفصيل عن بُعد ، مما يسهل التقاء العرض والطلب على العقارات.

المسؤولية الرقمية: سويسرا العلامة التجارية الأولى في العالم

أصل في تعزيز التراث التاريخي والثقافي

في سياق الحفاظ على التراث التاريخي والثقافي وتعزيزه ، يمكن أن يكون التوأم الرقمي أداة مساعدة أساسية حقًا ، ولا يستخدم إلا القليل في الوقت الحالي.
جميع الأعمال لها حياة تتأثر ليس فقط بمرور الوقت الطبيعي ، ولكن أيضًا بالتسارع الذي يفرضه التلوث البيئي ، بسبب الكوارث الطبيعية أو التي من صنع الإنسان.
حماية التراث الثقافي من أجل نقله إلى الأجيال القادمة حتى يتمكنوا من التمتع به هو التزام أخلاقي.
يتيح التوأم الرقمي للتراث الثقافي بلورة التراث بأمانة في الحالة التي وصلنا إليها. علاوة على ذلك ، فإنه يوفر سلسلة من المعلومات التي يمكن أن يستخدمها العلماء والخبراء للاستخدامات الأكثر ملاءمة (إجراء التجارب ، ودراسة الأصول ، واستعادة الأنشطة وحفظها ، وما إلى ذلك).
يسمح التدفق المستمر للبيانات والمعلومات (المخصب باستخدام المستشعرات) أيضًا بمراقبة الجوانب المختلفة والتحكم فيها ، مثل تأثيرات الضوء والصوت ، ومستويات ثاني أكسيد الكربون ، والرطوبة وتدهور المواد ، والتهوية ، وتأثيرات الوجود من الزوار في حالة العقار ، وما إلى ذلك.
حتى في علم الآثار ، حيث لا يمكن عكس معظم أنشطة البحث ، يمكن استخدام التوأم الرقمي: على سبيل المثال ، لمحاكاة موقع التنقيب الذي سيبقى غير قابل للتغيير والذي يمكن لعلماء الآثار والفنيين العمل فيه في وقت واحد حتى من أماكن مختلفة.
يُعد Digital Twin أيضًا أداة لتعزيز التراث الثقافي وتعزيزه ، فضلاً عن كونه أداة قيمة للحفظ والدراسة للعديد من الخبراء والعلماء ، ويمكن استخدامه أيضًا كأساس للجولات الافتراضية ، وبالتالي للسماح بالافتراضية للزوار للتعرف عليه بطريقة أكثر شمولاً.

توحد سكوديريا فيراري وفيلاس في الرقمنة المتقدمة

تابوت القديس أنطوني الموقر ، مرجع اليونسكو

كجزء من الإجراءات التي روجت لها اللجنة التوجيهية للمواقع الجدارية في القرن الرابع عشر ، المدرجة في قائمة التراث العالمي لليونسكو ، روجت Veneranda Arca di Sant'Antonio وأنشأت التوأم الرقمي في خطابة سان جورجيو في بادوفا.
مثل هذه النمذجة ، من خلال التوائم الرقمية المتعددة ، موصوفة جيدًا في مقطع فيديو منشور على قناة YouTube الخاصة بـ Geolander.it.
أوضح رئيس Veneranda Arca ، Emanuele Tessari ، وهو ينتهز فرص التوأم الرقمي ، أن: "إن إنشاء النموذج الرقمي لن يوفر فقط أداة قيمة لحفظ ودراسة المبنى ، مما يجعل البيانات الجغرافية المرجعية للأصل متاحة للخبراء والعلماء والباحثين ، بل سيكون أيضًا أداة مهمة للترويج له وتعزيزه ، السماح للزوار الافتراضي بالدخول إلى الداخل والاستمتاع بجماله الرائع ".

سيتولى ستيفان ميتزجر منصب المدير الجديد لسويسرا الرقمية

هدف الاتحاد الأوروبي: رقمنة الآثار بحلول عام 2030 ...

نشرت المفوضية الأوروبية توصية بشأن مساحة بيانات أوروبية مشتركة للتراث الثقافي ، ودعت الدول الأعضاء إلى تسريع الرقمنة بحلول عام 2030 لجميع آثار التراث الثقافي والمواقع والأشياء والتحف ، على أمل أن يكون 50 على الأقل لكل مائة من الأكثر زيارة منها رقمية ثلاثية الأبعاد. أفضل حتى عند إعادته إلى Digital Twin ، هي توصيتنا.
تعد كهوف Lascaux في فرنسا مثالًا واضحًا على الحاجة إلى التوأم. في هذه الحالة يتم إنشاء مزدوج "مادي".
الكهوف ، في الواقع ، مغلقة أمام الجمهور منذ عام 1983 ، بعد انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ، وزيادة درجة الحرارة الناجمة عن الزيارات ، وبدأت الإضاءة الاصطناعية تتسبب في انتشار مستعمرة من الطحالب على الجدران ، مما يهدد اللوحات الثمينة التي يرجع تاريخها إلى العصر الحجري القديم الأعلى ، لديهم نسخة مادية خاصة بهم من قاعة الثيران ومعرض مرسومة.
جوش بيلينجز ، عندما كتب ذلك "هناك شيئان في الحياة لن نكون مستعدين لهما أبدًا: التوائم"، لم يكن على علم ، بالطبع ، أنه في وقت بعيد جدًا عن توائمه الرقمية ، سيصل التوائم الرقمية.
ربما كان قد لاحظ ذلك بسخرية "المناسبات نادرة ؛ وأولئك الذين يعرفون كيفية الإمساك بهم هم أكثر ندرة ".
في حالة التوأم الرقمي ، يبدو أن الكثيرين قرروا ، بدلاً من ذلك ، الاستفادة من هذه الفرصة المبتكرة ...

تكريم جميع "الرواد الرقميين" السويسريين في زيورخ 2021