ما هو Digital Twin ولماذا هو مهم في إنترنت الأشياء؟

تقوم الشركات الجاهزة للمستقبل بإنشاء واستكشاف الأخطاء وإصلاحها وتحديث وابتكار المنتجات المادية أو الرقمية بكفاءة مع التوائم الرقمية. لا أعرف ما هو؟ تجد أدناه!

تمكّن إنترنت الأشياء (IoT) الشركات من جمع كميات هائلة من البيانات من العالم الحقيقي. عند تطبيقها لأسباب تجارية ، أحدثت إنترنت الأشياء ثورة في عمليات التصنيع وتقديم الخدمات المختلفة. كما أنه يساعد الشركات على إنشاء عمليات محاكاة في الوقت الفعلي للمنتجات / الخدمات الجديدة والحالية.

يمنحك المستوى المتقدم من المحاكاة أو مفهوم التوأم الرقمي المدعوم بإنترنت الأشياء بيانات دقيقة من الميدان.

إذا تعلمت مفهوم التوأم الرقمي تقنيًا ونظريًا ، فإنك تفتح فرصة كبيرة.

يمكنك بناء حلول كوكالة توأم رقمية للشركات الكبيرة أو تأمين وظائف ذات رواتب عالية في أفضل الشركات. ناهيك عن أنه يمكنك أيضًا استخدام التكنولوجيا في عملك. لذا ، دعنا نتعلم ماذا وكيف ولماذا وكل شيء آخر عن التوأم الرقمي.

ما هو التوأم الرقمي؟

التوأم الرقمي هو نموذج افتراضي ومحوسب للمنتجات المادية والأصول والقوى العاملة وسير عمل العمليات التجارية والبرامج الرقمية.

طوال دورة حياة المنتج ، يحصل التوأم الرقمي على بيانات في الوقت الفعلي عبر أجهزة الاستشعار ومدخلات المسح. تقوم خوارزمية تحليل البيانات بتحليل البيانات المجمعة لإظهار التنبؤات المستقبلية.

وبالتالي ، يمكن لفريق تطوير المنتج تصحيح أخطاء أي منتج ، وتحسين المنتج في دورة التطوير التالية ، واكتشاف أفكار تجارية جديدة ، والمزيد.

يمكن أن يكون هناك توائم رقمية لأي شيء له أهمية تجارية. يمكن تكرار كل شيء داخل برنامج كمبيوتر ، من مستودع منتج بسيط إلى مكتب رئيسي للشركة ، ومركبات فضائية ، ومنصات نفط بحرية ، وأنظمة هايبرلوب ، وإدارة علاقات العملاء ، وبرامج الأمن السيبراني.

كيف يعمل Digital Twin؟

تبدأ رحلة التوأم الرقمي بإنشاء نسخة متماثلة رسومية لجسم مادي. على سبيل المثال ، إذا كنت تريد نسخة طبق الأصل رقمية لمبنى مكتبي ، فأنت تستخدم أي برنامج CAD لبناء بنية. بعد ذلك ، يمكنك أيضًا استخدام الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد للعديد من المساحات الداخلية للمبنى لجعل النسخة المتماثلة الرقمية حقيقية تقريبًا.

بعد ذلك ، تحتاج إلى وضع أجهزة إنترنت الأشياء لجمع البيانات. يمكن أن تكون هذه منظمات الحرارة ، وكاميرات الأمان الذكية التي تدعم التعرف الضوئي على الحروف ، وصناديق Wi-Fi الشبكية ، وأجهزة استشعار درجة الحرارة ، وأجهزة استشعار المياه ، وأجهزة استشعار الهواء ، وأجهزة استشعار الصوت المحيط ، وأكثر من ذلك.

باستخدام جهاز أو أكثر من أجهزة تحليل الحافة ، يمكنك جمع بيانات قيمة من أجهزة ومستشعرات إنترنت الأشياء هذه. بعد التحليل المحلي ، يمكنك تخزين البيانات في السحابة واستخدام الرؤى لبناء نموذج حي للمبنى على جهاز كمبيوتر باستخدام نموذج CAD.

سوف يكرر التوأم الرقمي كل ما يحدث داخل المبنى. من خلال التدفق المستمر للبيانات ، يمكنك التنبؤ بسقوط الأقدام واستخدام الكهرباء وتغطية Wi-Fi واستخدام التيار المتردد والاستخدام الأمثل للمساحة التجارية والمزيد.

أنواع التوأم الرقمي

# 1. التوائم الأصول التجارية

عندما يعمل مكونان أو أكثر من مكونات الأعمال معًا لتحقيق نتائج قيّمة ، فإنك تسميها أحد الأصول التجارية. الآن ، عندما تنشئ توائمًا رقمية لمثل هذه الأصول ، تحصل على توائم الأصول.

تساعدك هذه النسخ المتماثلة الرقمية على دراسة تفاعل المكونات في العالم الحقيقي وجمع بيانات الأداء لتحسين العملية.

# 2. التوائم من الأجزاء أو المكونات

المكونات أو الأجزاء التوائم هي نسخ رقمية متماثلة من أصغر وحدة في عملية الأعمال. على سبيل المثال ، يمكن تصميم ناقل أو ذراع آلية وما إلى ذلك رقميًا على برنامج كمبيوتر لأغراض المحاكاة.

# 3. وحدة أو نظام التوائم

توائم الوحدة هي نسخ رقمية متماثلة مع بيانات العمل الحية لأنظمة الأعمال التي يمكن أن تنتج وسيطًا لمنتج أو منتج نهائي. على سبيل المثال ، تنتج آلة تعبئة المياه المعدنية مياه معدنية معبأة لوحدة وضع العلامات.

# 4. عملية أو Wokflow التوائم

يعد سير العمل أو التوائم الرقمية على مستوى العملية أعلى حالات النسخ المتماثلة الرقمية. على سبيل المثال ، يعد إنشاء محاكاة رقمية لمحطة تصنيع سيارات حقيقية عملية مزدوجة.

يُظهر توائم العمليات كيف تعمل القوى العاملة البشرية والأصول الروبوتية ووحدات الإنتاج وغيرها من المعدات الدقيقة معًا لإنتاج السيارات.

التوأم الرقمي مقابل. محاكاة

على الرغم من أن كلاهما يبدو متشابهًا ، يمكنك العثور أدناه على الاختلافات الدقيقة في هذا الجدول:

الميزات / السمات Digital TwinSimulationScale أنظمة أعمال أصغر لمصانع تصنيع ضخمة. عادة ، تستخدم الشركات المحاكاة لاحتياجات محددة على نطاق صغير. على سبيل المثال ، تحليق الطائرات أو محاكاة هجوم إلكتروني. البيانات الحية في الوقت الحقيقي التي يتم جمعها من البيئة التي يعمل فيها الكائن الرقمي هي في صميم تقنية التوأم الرقمي. لا تتطلب المحاكاة مدخلات بيانات في الوقت الفعلي. نطاق الدراسة: يمكنك دراسة عمل كامل أو مهمة دقيقة. تركز المحاكاة على مهمة واحدة في كل مرة. يشارك التوأم الرقمي تلقائيًا رؤى الإخراج مع الكائن المادي أو العملية. لا تشارك المحاكاة الرؤى تلقائيًا. تحتاج إلى تنفيذ النتائج يدويًا.

حالات استخدام التوأم الرقمي

# 1. تصنيع

التوائم الرقمية موجودة هنا لتعكس دورة حياة المنتج. وبالتالي ، لن تفاجأ بمعرفة أن التوائم الرقمية أصبحت لا غنى عنها في جميع مراحل التصنيع ، وتوجيه المنتجات من مرحلة التصميم إلى المنتج النهائي وجميع الخطوات الأخرى.

# 2. رعاية صحية

تمامًا مثل المنتجات والخدمات ، يمكن للمرضى أيضًا الاستفادة من التكنولوجيا الرقمية المزدوجة. ستقوم مجموعة من أجهزة إنترنت الأشياء للرعاية الصحية بجمع البيانات على مستويات مختلفة.

يمكن للخبراء تطبيق بيانات الرعاية الصحية واستراتيجيات العلاج على نسخة رقمية متماثلة لمحاكاة الموقف. يولد هذا النهج أفضل الطرق الممكنة لعلاج حالة طبية.

# 3. سيارة

تحتوي المركبات على أنواع عديدة من الأنظمة المعقدة والمتغيرة والمتعاونة. يستخدم المصممون والمهندسون التوائم الرقمية على نطاق واسع في تصميم وتصنيع السيارات.

يعمل هذا النهج على تحسين المركبات وتقليل تكاليف الإنتاج وتحقيق إيرادات ضخمة لصناعة السيارات.

# 4. بيع بالتجزئة

قامت سلاسل التسوق الكبيرة بالفعل بتطبيق التكنولوجيا الرقمية المزدوجة في مراكز التسوق والساحات العامة الخاصة بها.

إنهم يجمعون بيانات العملاء من خلال مجموعة من أجهزة إنترنت الأشياء التي تتعقب مشاعر العملاء على عروض المنتجات والتعبئة واختيار علامة تجارية معينة واعتبارات التسعير والمزيد.

بعد ذلك ، من خلال تحليل هذه البيانات ، يمكن لفرق تسويق التجزئة إنشاء استراتيجيات البيع بالتجزئة لزيادة المبيعات إلى أقصى حد.

استخدامات التوأم الرقمي في إنترنت الأشياء

إنترنت الأشياء والتكنولوجيا الرقمية المزدوجة مترابطتان. تحتاج إلى نشر أجهزة إنترنت الأشياء لجمع البيانات الحية حول الكائن الحقيقي ونقل البيانات إلى النسخة المتماثلة الرقمية في خادم الكمبيوتر.

نظرًا لأن إنترنت الأشياء يمكنها التواصل فيما بينها ومع خادم مركزي ، يصبح من السهل جمع بيانات شاملة حول الكائن المادي الذي تراقبه. تعمل أجهزة إنترنت الأشياء على تغذية البيانات باستمرار حتى يتمكن النموذج المزدوج الرقمي من تحليل وتقديم رؤى حول الأداء.

وبالمثل ، يمكن لمصنعي إنترنت الأشياء أيضًا إنشاء نسخة طبق الأصل رقمية لجهاز واحد أو منزل أو مكتب بالكامل واختبار فعالية أجهزة إنترنت الأشياء المختلفة التي يرغبون في تطويرها.

على سبيل المثال ، يمكن لمصنع إنترنت الأشياء إنشاء محاكاة لمنزل ذكي باستخدام CAD والمسح الضوئي ثلاثي الأبعاد للمنزل الفعلي. بعد ذلك ، في التوأم الرقمي الخاص به ، يمكنه وضع العديد من أجهزة إنترنت الأشياء في مواضع مختلفة ومعرفة ما إذا كان بإمكانهم الاتصال بشبكة Wi-Fi المنزلية أو يحتاجون إلى تحسينات.

فوائد التوأم الرقمي

اكتشف أدناه المزايا التي يتمتع بها عملك عند تطبيق هذه التقنية:

# 1. تحسين كفاءة

عندما يكون منتج جديد في مرحلة التصنيع ، يمكنك تحسين العملية بأكملها في الوقت الفعلي ، واستبدال معدات المصنع المعيبة ، ومنع الحوادث ، وتقليل وقت تعطل النظام.

# 2. البحث والتطوير الفعال من حيث التكلفة

مع نسخة رقمية مزدوجة من منتج أو خدمة في العالم الحقيقي ، لديك الكثير من بيانات الأداء في خادم مركزي.

ومن ثم ، يمكنك تقسيم البيانات إلى شرائح لعمل تنبؤات وتشكيل فرضيات. إذا نجحت هذه الفرضيات ، فستكتشف منتجات أو خدمات أو نماذج إيرادات جديدة من المنتجات والخدمات الحالية.

# 3. أداء أفضل

يمكنك أيضًا ضمان ذروة الأداء المستمر للمنتجات والخدمات من خلال جمع البيانات في الوقت الفعلي باستخدام إنترنت الأشياء وعرض البيانات على التوائم الرقمية.

على سبيل المثال ، ستظهر أي أخطاء قادمة في النظام تلقائيًا على شاشتك. يمكنك إغلاق العملية بأمان واستبدال المعدات على الفور لتجنب ضياع ساعات الإنتاج.

# 4. مراقبة خالية من القلق

بالنسبة لمعدات التصنيع الخطرة ، يمكنك الاستفادة من المراقبة عن بعد باستخدام نموذج رقمي مزدوج.

# 5. تنبؤ

يمكن أن يتنبأ قطاع التصنيع والضيافة بدقة بقدرات الإنتاج أو الخدمة للطلبات الكبيرة.

# 6. الحد الأدنى من وقت الإنتاج

علاوة على ذلك ، يمكنك تقليل العيوب والشوائب ووقت الإنتاج للمنتج بشكل كبير من خلال محاكاة العديد من الأخطاء والقضايا في التوأم الرقمي الخاص به. بعد أن تجد الحلول ، قم بتطبيقها على المنتج لتحسينه.

# 7. إدارة نهاية عمر المنتج

يمكن للمصنعين التخطيط لإدارة نهاية العمر أو استراتيجيات إعادة التدوير مقدمًا ، حتى قبل إنتاج النماذج الأولية.

يمكن أن تقدم النسخ المتماثلة الرقمية أيضًا رؤى حول المواد الخطرة بحيث يمكن لمصممي المنتجات استخدام بدائل أكثر أمانًا.

تحديات التوأم الرقمي

مثل أي تقنية جديدة ، يواجه التوأم الرقمي أيضًا بعض التحديات ، وهي:

• تجمع مستشعرات إنترنت الأشياء بيانات ضخمة من العالم الحقيقي لبرنامج التوأم الرقمي. لكن التحليل الفعال وفي الوقت المناسب لمجموعات البيانات الضخمة يمثل تحديًا كبيرًا.
• قبل أن تتمكن من تحليل البيانات ، تحتاج إلى معالجتها من خلال تنقية البيانات وتنسيقها. هذا هو أيضا عنق الزجاجة.
• نظرًا لأنك تجمع تيرابايت من البيانات ، فأنت بحاجة إلى تخزينها بأمان حتى تقوم باستخراج رؤى الأعمال. تتزايد تكلفة التخزين الآمن للبيانات كل يوم.
• تعتمد تقنية التوأم الرقمي بشكل كبير على إنترنت الأشياء. وإنترنت الأشياء عبارة عن بنية تحتية مكلفة تتطلب صيانة وتخزينًا ضخمًا وإنترنت عالي السرعة ومراقبة أمنية.
• يعد دمج أداة إنشاء التوأم الرقمي مع برامج الاستهلاك تحديًا كبيرًا. ينشئ مطورو البرامج الكبار عمليات تكامل فردية مثل تكامل CAD لبرنامج PLM. وبالتالي ، هناك فرصة للاحتكار وتقييد البائع.
• يمكن تقييد تدفق المعلومات الرقمية المزدوجة بسبب عدم رغبة البائعين الخارجيين في مشاركة البيانات الداخلية من عملية الإنتاج وسلسلة التوريد والمخزون وما إلى ذلك.
• أخيرًا ، التكنولوجيا معقدة للغاية ولها منحنى تعليمي ضخم. لا يمكنك فقط تدريب القوى العاملة لديك بين عشية وضحاها. تحتاج إلى توظيف محترفين ذوي رواتب عالية في البداية.

بعد ذلك ، يمكنك استكشاف مستقبل التكنولوجيا الرقمية المزدوجة.

مستقبل التوائم الرقمية

سيعتمد النمو المستقبلي للتوائم الرقمية في الغالب على الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي. ستوسع الشركات تطبيق هذه التقنية من أغلى الأصول والعمليات إلى أي شيء يتعلق بنمو الأعمال لأن تكلفة الملكية ستنخفض مع نضوج التكنولوجيا.

وفقًا لـ Fortune Business Insights ، يجب أن تصبح الحصة السوقية للتكنولوجيا الرقمية المزدوجة 96.49 مليار دولار بحلول عام 2029.

في المستقبل ، ستزداد أيضًا مشاركة الحوسبة السحابية والواقع المعزز وإنترنت الأشياء في تنفيذ التوأم الرقمي. وبالتالي ، فإن هذه الخيارات الوظيفية ستشهد مطلبًا كبيرًا للمهنيين المهرة.

مصادر التعلم

بناء التوائم الرقمية الصناعية

يجب عليك قراءة كتاب Building Industrial Digital Twins لتتعلم كيفية إنشاء منتج قابل للتطبيق (MVP) باستخدام التكنولوجيا الرقمية المزدوجة.

يغطي الكتاب أيضًا واجهة مستخدم Microsoft Azure Digital Twin ، وكيفية تصميم الأصول والمنتجات الصناعية وتشغيلها وصيانتها باستخدام التكنولوجيا الرقمية المزدوجة واستخدام الأعمال في العالم الحقيقي وحالات الاستخدام العملي لهذه التكنولوجيا المتطورة.

التوأم الرقمي دليل كامل

دليل التوأم الرقمي الكامل يأتي مع مواد دراسية رقمية ونسخة كتاب ورقي الغلاف.

ستقوم بتطوير قدرات طرح الأسئلة والإجابة على تقنية التوأم الرقمي من خلال دراسة هذا المورد. أخيرًا ، يوجد تقييم ذاتي في نهاية الكتاب.

التوأم الرقمي: دليل المبتدئين

Digital Twin: يساعدك دليل المبتدئين على تقييم ما إذا كنت بحاجة إلى هذه التكنولوجيا الجاهزة للمستقبل لحل مشاكل العمل. كما أنه يساعدك على فهم ما إذا كنت بحاجة إلى تدريب القوى العاملة لديك باستخدام التوائم الرقمية.

تساعد وحدات التقييم المختلفة بشكل خاص المستشارين والمستشارين والمديرين والمهنيين وغير ذلك.

التوأم الرقمي: فلسفة الثورة الرقمية الجديدة

من خلال حضور الدورة الافتراضية حول Digital Twin ، يمكنك فهم وجود التكنولوجيا الرقمية المزدوجة والواقع والتقدم المستقبلي لها.

سيركز هذا المحتوى التعليمي الذي يبلغ مدته 33 دقيقة على ما يلي:

• بروتوكولات رقمية مزدوجة جديدة
• BIM في عصر التوأم الرقمي
• مبادئ الجوزاء
• الثورة الرقمية

تحتوي الدورة على 5 محاضرات بالفيديو.

التوأم الرقمي: نظرة عامة شاملة

تعتبر دورة النظرة العامة الشاملة على Digital Twin مثالية لتعلم مفاهيم وتقنيات التوأم الرقمي من الألف إلى الياء. في 18 قسمًا ، ستجد 46 محاضرة فيديو يمكنك مشاهدتها بقدر ما تريد حتى تفهم جوهرها.

ستغطي الدورة الصناعة 4.0 وتنفيذ التوأم الرقمي والتحديات وفرص العمل وغير ذلك الكثير.

الكلمات الأخيرة

لقد تعلمت حتى الآن المفاهيم الأساسية للتوائم الرقمية من مستوى التأسيس. لقد اكتشفت أيضًا بعض موارد التعلم والقراءة التي يمكن أن تساعدك في رحلتك لإتقان التكنولوجيا الرقمية المزدوجة للأعمال أو الوكالات أو كمحترف.

بعد ذلك ، تحقق من أفضل أدوات محاكاة الهجمات الإلكترونية.