Digital Twins คืออะไรและทำงานอย่างไร

ฝาแฝดทางดิจิทัลคือแบบจำลองเสมือนของวัตถุทางกายภาพที่มักใช้สำหรับการจำลอง การทดสอบ และการตรวจสอบวัตถุทางกายภาพ

ช่วยให้มองเห็นโครงการที่ซับซ้อน เช่น เครื่องจักรขนาดใหญ่ เครื่องยนต์เจ็ท เมืองอัจฉริยะ และการติดตั้งสาธารณูปโภค ได้ง่ายยิ่งขึ้น

ฝาแฝดทางดิจิทัลสามารถมีอยู่ได้สำหรับวัตถุที่ไม่มีอยู่จริง ในกรณีนี้ ฝาแฝดทางดิจิทัลจะถูกใช้เพื่อการวางแผนและพัฒนาวัตถุดังกล่าว

บล็อกนี้จะให้รายละเอียดทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับฝาแฝดทางดิจิทัล และเพื่อให้คุณดูว่าอาจเป็นประโยชน์ต่อโครงการถัดไปของคุณได้หรือไม่

ลักษณะเฉพาะของฝาแฝดทางดิจิทัล

เทคโนโลยีฝาแฝดทางดิจิทัลมีความแตกต่างจากเทคโนโลยีอื่น ๆ ด้วยคุณลักษณะเฉพาะตัวหลายประการ ดังนี้:

• modularity:เทคโนโลยีฝาแฝดทางดิจิทัลมักใช้แนวทางการออกแบบแบบโมดูลาร์เพื่อสร้างเครื่องจักรเครื่องเดียวที่มีส่วนประกอบหลายชิ้น แนวทางนี้ทำให้สามารถระบุส่วนประกอบเฉพาะที่สามารถสลับ ปรับปรุง หรือปรับเปลี่ยนได้ในบางวิธีเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการได้อย่างง่ายดาย
• การเชื่อมต่อ:ฝาแฝดทางดิจิทัลยังต้องอาศัยการเชื่อมต่อเป็นอย่างมาก ซึ่งโดยปกติแล้วจะทำได้โดยการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ผ่านอุปกรณ์ IoT การเชื่อมต่อนี้เกิดขึ้นทั้งสองทางเพื่อให้สามารถสื่อสารระหว่างฝาแฝดทางดิจิทัลและทางกายภาพได้
• อัจฉริยะและตั้งโปรแกรมใหม่ได้:ระบบฝาแฝดทางดิจิทัลมีความชาญฉลาดในแง่ที่คุณสามารถเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ต่างๆ ได้ ตัวอย่างเช่น ข้อมูลจากเซ็นเซอร์ IoT สามารถทำให้ฝาแฝดทางดิจิทัลปรับพารามิเตอร์บางอย่าง และส่งการตั้งค่าใหม่เหล่านี้ไปยังฝาแฝดทางกายภาพเพื่อปรับตัวเอง
• การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันหมายถึงการปรับปรุงข้อมูลและอินพุตทั้งหมดจากเครื่องจักรจริงให้เป็นรูปแบบดิจิทัลที่เรียบง่าย ซึ่งทำให้แชร์กับผู้ใช้รายอื่น ระบบ หรือสมาชิกในทีมได้ง่าย
• การสร้างรอยทางดิจิทัล:ฝาแฝดทางดิจิทัลยังทิ้งร่องรอยไว้ซึ่งทำให้การย้อนสถานะของเครื่องจักรทำได้ง่ายขึ้น เช่น ย้อนกลับไปในช่วงเวลาก่อนหน้าก่อนที่จะเกิดความผิดปกติ ทำให้วินิจฉัยปัญหาได้ง่าย

การทำงานของฝาแฝดทางดิจิทัล

ขั้นตอนการทำงานของฝาแฝดทางดิจิทัลนั้นค่อนข้างง่าย นี่คือขั้นตอนพื้นฐาน 3 ขั้นตอน

1.ฝาแฝดทางกายภาพ

ประการแรกคือวัตถุหรือเครื่องจักรทางกายภาพ ซึ่งอาจเป็นอะไรก็ได้ตั้งแต่เครื่องยนต์สันดาปภายใน V8 ไปจนถึงเครื่องยนต์เจ็ทเทอร์โบแฟน สายการประกอบในโรงงาน หรือห่วงโซ่อุปทานทั้งหมด ฝาแฝดทางกายภาพมีเซ็นเซอร์ที่รวบรวมและส่งข้อมูลทุกรูปแบบจากฝาแฝดทางกายภาพไปยังฝาแฝดเสมือน ข้อมูลเหล่านี้อาจรวมถึงอุณหภูมิ รอบต่อนาที แรงดัน ระดับเสียง การสั่นสะเทือน และอื่นๆ

2. ฝาแฝดทางดิจิทัล

ในโลกของคอมพิวเตอร์ แบบจำลองเสมือนที่สอดคล้องกันของฝาแฝดทางกายภาพจะถูกสร้างขึ้นสำหรับการจำลองเสมือนจริง แบบจำลองเสมือนจริงนี้สามารถทำได้ง่ายหรือซับซ้อนเท่าที่จำเป็น อาจใช้การแสดงกราฟิกที่เรียบง่ายหรือใช้กราฟิกที่ซับซ้อนมากขึ้นโดยใช้หลักการทางกายภาพหรือทางวิศวกรรมที่ทำให้เลียนแบบฝาแฝดทางกายภาพได้สมจริงยิ่งขึ้น 

3. การเชื่อมต่อข้อมูล

ระบบจะสมบูรณ์ได้ก็ต่อเมื่อข้อมูลสดจากเซ็นเซอร์ถูกป้อนเข้าไปในฝาแฝดทางดิจิทัลเพื่อสร้างวงจรป้อนกลับแบบเรียลไทม์ ซึ่งฝาแฝดทางกายภาพจะมีอิทธิพลต่อคู่แบบดิจิทัล และฝาแฝดทางดิจิทัลยังสามารถตรวจสอบประสิทธิภาพทางกายภาพ รันการจำลอง ทำการเปลี่ยนแปลงฝาแฝดทางกายภาพ หรือใช้ฝึกอบรมบุคลากรให้ทำงานได้อีกด้วย

ประโยชน์ของ Digital Twins

ข้อดีของฝาแฝดทางดิจิทัลมีมากมาย ดังต่อไปนี้:

• การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์: การตรวจสอบอุปกรณ์และประสิทธิภาพการทำงานอย่างต่อเนื่องทำให้ฝาแฝดทางดิจิทัลสามารถทำการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ได้ และช่วยป้องกันความล้มเหลวของอุปกรณ์ที่มีค่าใช้จ่ายสูงและการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนไว้
• ปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงาน: การให้ข้อมูลเชิงลึกเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการและจัดสรรทรัพยากรอย่างเหมาะสมที่สุดตามข้อมูลแบบเรียลไทม์ยังช่วยให้ฝาแฝดทางดิจิทัลสามารถเพิ่มผลผลิตได้อย่างมากอีกด้วย
• การจัดการความปลอดภัยและความเสี่ยงที่ได้รับการปรับปรุง: สามารถจำลองสถานการณ์อันตรายได้โดยใช้ฝาแฝดทางดิจิทัลเพื่อระบุอันตรายที่อาจเกิดขึ้นและดำเนินการตามขั้นตอนที่เหมาะสม
• นวัตกรรมและการพัฒนาผลิตภัณฑ์: ฝาแฝดทางดิจิทัลสามารถช่วยอำนวยความสะดวกในการสร้างสรรค์นวัตกรรมโดยจัดให้มีสภาพแวดล้อมเสมือนจริงสำหรับการทดสอบและปรับแต่งแนวคิดก่อนที่จะดำเนินการผลิตจริง ซึ่งสามารถเร่งกระบวนการสร้างสรรค์นวัตกรรมและการพัฒนาผลิตภัณฑ์ได้ ช่วยให้นำผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาดได้เร็วขึ้น
• ปรับปรุงการตัดสินใจ: ฝาแฝดทางดิจิทัลช่วยให้ทราบข้อมูลเชิงลึกแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับสถานะและประสิทธิภาพของระบบทางกายภาพ ข้อมูลนี้จะช่วยให้ผู้ตัดสินใจสามารถตัดสินใจได้อย่างรอบรู้ ปรับกระบวนการของระบบให้เหมาะสม และตอบสนองต่อสถานการณ์ที่ไม่คาดคิดได้ง่ายขึ้น
• ประหยัดต้นทุน: ฝาแฝดทางดิจิทัลสามารถช่วยประหยัดต้นทุนในองค์กรได้ผ่านการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ และการจัดการทรัพยากรโดยรวมที่ดีขึ้น

ประเภทของฝาแฝดดิจิตอล

ฝาแฝดทางดิจิทัลมีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับการใช้งานหรือขอบเขตการใช้งาน ต่อไปนี้คือประเภทหลักๆ:

• ส่วนประกอบฝาแฝด:เรียกอีกอย่างว่าฝาแฝดชิ้นส่วน นี่คือฝาแฝดดิจิทัลที่สอดคล้องกับองค์ประกอบที่เล็กที่สุดของระบบ ตัวอย่างเช่น ลูกสูบเดี่ยวจากเครื่องยนต์ 6 สูบ ฝาแฝดชิ้นส่วนสามารถตรวจสอบพารามิเตอร์เฉพาะ เช่น การสั่นสะเทือนและอุณหภูมิ
• สินค้าฝาแฝด:โดยปกติแล้ว ผลิตภัณฑ์หรือทรัพย์สินแฝดจะรวมส่วนประกอบแฝดหลายๆ ชิ้นเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้แบบจำลองที่มีความซับซ้อนมากขึ้น ผลิตภัณฑ์แฝดมักแสดงถึงผลิตภัณฑ์ทางกายภาพ เช่น เครื่องยนต์ เครื่องระบายอากาศ และอื่นๆ
• กระบวนการฝาแฝด:ใช้เพื่อสร้างแบบจำลองและจำลองการทำงานหรือเวิร์กโฟลว์ภายในระบบ กระบวนการแฝดสามารถนำไปใช้เพื่อปรับให้เหมาะสมหรือตรวจสอบกระบวนการอุตสาหกรรม เช่น การผลิตและการจัดการห่วงโซ่อุปทาน
• ระบบฝาแฝด:รวมกระบวนการหรือผลิตภัณฑ์แฝดหลายรายการเข้าด้วยกันเพื่อสร้างระบบที่ซับซ้อน ซึ่งใช้ในการวิเคราะห์หรือจำลองปฏิสัมพันธ์ของแบบจำลองเสมือนต่างๆ เป็นหน่วยเดียว

แอปพลิเคชั่นข้ามอุตสาหกรรม

บริษัทต่างๆ กำลังนำเทคโนโลยีฝาแฝดทางดิจิทัลมาประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ทั่วโลก ต่อไปนี้คือแอปพลิเคชันหลักบางส่วน:

• การผลิต: ฝาแฝดทางดิจิทัลช่วยเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตในโรงงาน จึงลดระยะเวลาการหยุดทำงาน ตรวจสอบสุขภาพอุปกรณ์ และเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงานโดยรวมของบริษัท
• การบินและอวกาศ: ผู้ผลิตอากาศยานใช้ฝาแฝดทางดิจิทัลในการออกแบบและทดสอบส่วนประกอบของเครื่องบิน ผู้ผลิตรายอื่นใช้ฝาแฝดทางดิจิทัลเพื่อการติดตามแบบเรียลไทม์ เช่นเดียวกับที่ Rolls-Royce ทำกับเครื่องยนต์
• เมืองอัจฉริยะ: เมืองอัจฉริยะกำลังใช้ฝาแฝดทางดิจิทัลในการเพิ่มประสิทธิภาพการจราจร การตรวจสอบพลังงาน การจัดการ และการตัดสินใจต่างๆ ที่ได้รับข้อมูลอย่างรอบรู้ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อผู้อยู่อาศัยในเมือง
• พลังงานและสาธารณูปโภค: เทคโนโลยีฝาแฝดทางดิจิทัลช่วยในการจัดการพลังงานหมุนเวียน โครงข่ายไฟฟ้า และระบบพลังงานแบบผสมผสานที่ซับซ้อน นอกจากนี้ยังช่วยในการเพิ่มประสิทธิภาพการจัดสรรทรัพยากร การคาดการณ์ความต้องการพลังงาน และอื่นๆ
• การก่อสร้าง: ฝาแฝดทางดิจิทัลช่วยให้สถาปนิกและวิศวกรสามารถมองเห็นและจำลองตัวเลือกต่างๆ ได้ก่อนที่จะเริ่มดำเนินการ นอกจากนี้ พวกเขายังสามารถตรวจสอบอาคารหลังการก่อสร้างได้อีกด้วย
• การจัดการห่วงโซ่อุปทาน: ห่วงโซ่อุปทานที่ซับซ้อนสามารถใช้เทคโนโลยีฝาแฝดทางดิจิทัลเพื่อติดตามสินค้าและวัสดุแบบเรียลไทม์ เพิ่มประสิทธิภาพเส้นทางการขนส่ง ระบุความล่าช้าที่อาจเกิดขึ้น และปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของห่วงโซ่อุปทาน
• การพัฒนาผลิตภัณฑ์: ดิจิทัลทวินสามารถนำมาใช้ในการทดสอบแบบเสมือนและการปรับแต่งผลิตภัณฑ์ใหม่ก่อนนำออกสู่ตลาด ช่วยลดต้นทุนการพัฒนา

ตัวอย่างการใช้งาน

ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างที่น่าจดจำของวิธีต่างๆ ที่บริษัทต่างๆ ใช้เทคโนโลยีดิจิทัลทวิน

• กังหันลม GE: GE ใช้ฝาแฝดทางดิจิทัลของกังหันลมเพื่อการติดตามประสิทธิภาพและการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์
• ปา:ฝาแฝดทางดิจิทัลของแคปซูล Dragon ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถตรวจสอบและปรับเปลี่ยนวิถี โหลด และระบบขับเคลื่อนเพื่อความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ
• สิงคโปร์สมาร์ทซิตี้: สิงคโปร์กำลังพัฒนาฝาแฝดทางดิจิทัลของเมืองทั้งเมือง ซึ่งรวมถึงอาคาร โครงสร้างพื้นฐาน และเครือข่ายการขนส่ง เพื่อตรวจสอบการใช้พลังงาน คุณภาพอากาศ และการจราจรแบบเรียลไทม์
• กริดไฟฟ้าของชไนเดอร์ อิเล็คทริค: Schneider Electric ใช้ฝาแฝดทางดิจิทัลของโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการไหลของพลังงาน การคาดการณ์ไฟฟ้าดับที่อาจเกิดขึ้น และความยืดหยุ่นของโครงข่าย
• AB InBev:ผู้ผลิตเบียร์รายใหญ่ที่สุดในโลกใช้เทคโนโลยีฝาแฝดดิจิทัลในการจัดการห่วงโซ่อุปทานและสายการผลิต
• โรลส์-รอยซ์: บริษัท Rolls-Royce ใช้ฝาแฝดดิจิทัลของเครื่องยนต์เครื่องบินเพื่อการติดตามเครื่องยนต์แบบเรียลไทม์ การเพิ่มประสิทธิภาพ และประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง
• ยูนิลีเวอร์: ยักษ์ใหญ่ด้านการผลิตรายนี้ใช้เทคโนโลยีฝาแฝดทางดิจิทัลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการและใช้ทรัพยากรให้เกิดประโยชน์สูงสุดในโรงงานของตน
• บอสตัน คอนซัลติ้ง กรุ๊ป: Boston Consulting Group (BCG) ใช้ฝาแฝดทางดิจิทัลของกระบวนการทางธุรกิจเพื่อระบุและแก้ไขความไม่มีประสิทธิภาพ คาดการณ์คอขวดของกระบวนการ และเพิ่มประสิทธิภาพการจัดสรรทรัพยากรในธุรกิจของลูกค้า

เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับฝาแฝดทางดิจิทัล

เทคโนโลยีฝาแฝดทางดิจิทัลไม่ได้พัฒนาแบบไร้ทิศทาง แต่เป็นผลจากปฏิสัมพันธ์กับเทคโนโลยีอื่นๆ มากมาย ซึ่งรวมถึงสิ่งต่อไปนี้:

• เอไอ & มล:ปัญญาประดิษฐ์ (AI) และ เรียนรู้เครื่อง (ML) เป็นสาขาหนึ่งของวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่ทำให้วิศวกรสามารถรับข้อมูลเซ็นเซอร์และอินพุตจากระบบฝาแฝดทางดิจิทัลและเปลี่ยนให้เป็นข้อมูลเชิงลึกที่สามารถดำเนินการได้หรือแอปพลิเคชันธุรกิจที่มีค่าอื่น ๆ ได้อย่างง่ายดาย
• IoT:Internet of Things (IoT) คือเครือข่ายอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกันซึ่งสามารถสื่อสารถึงกันเองและกับแพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์อื่น ๆ ได้ แอปพลิเคชันและนวัตกรรม IoT ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง
• ขยายความเป็นจริง: ขยายความเป็นจริง เป็นคำรวมที่หมายถึงแอปพลิเคชันเกี่ยวกับความจริงเสมือน ความจริงเสริม และความจริงแบบผสมผสาน
• คลาวด์และเอจ:แพลตฟอร์มคลาวด์ทำให้การทำให้ข้อมูลเป็นเนื้อเดียวกันง่ายขึ้น ในขณะที่ การคำนวณที่ทันสมัย ระบบช่วยให้บริษัทเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างพื้นฐานและความสามารถในการประมวลผลข้อมูล
• ซิมูเลเตอร์:ตั้งแต่ระบบสร้างแบบจำลองสามมิติไปจนถึงเครื่องมือฟิสิกส์ เครื่องมือสร้างภาพ และแพลตฟอร์มอื่น ๆ ที่ทำให้สามารถสร้างและแสดงภาพฝาแฝดทางดิจิทัลได้
• blockchain:แอปพลิเคชันฝาแฝดทางดิจิทัลบางอย่าง เช่น โซลูชันห่วงโซ่อุปทาน จะนำไปใช้ เทคโนโลยีบล็อกเชน เพื่อการจัดการข้อมูลที่แม่นยำและเชื่อถือได้

แหล่งข้อมูล

• บทความวิกิพีเดียเกี่ยวกับฝาแฝดทางดิจิทัล: https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_twin
• IBM บนฝาแฝดทางดิจิทัล: https://developer.ibm.com/articles/what-are-digital-twins/
• บริการ Azure Digital Twins ของ Microsoft: https://azure.microsoft.com/en-us/products/digital-twins
• กลุ่มพันธมิตรฝาแฝดทางดิจิทัล: https://www.digitaltwinconsortium.org/
• ดิจิทัลทวินฮับ: https://digitaltwinhub.co.uk/forums/
• ศูนย์กลางข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับ IoT ในภาคอุตสาหกรรม: https://plm.sw.siemens.com/en-US/insights-hub/

สรุป

คุณคงเคยเห็นแล้วว่าฝาแฝดทางดิจิทัลกำลังเปลี่ยนแปลงและปฏิวัติวิธีการรับรู้และโต้ตอบกับโลกกายภาพของเราอย่างไร ตั้งแต่การออกแบบผลิตภัณฑ์ไปจนถึงการประสานกันของระบบนิเวศในเมืองทั้งหมด ฝาแฝดทางดิจิทัลมอบข้อมูลเชิงลึก ประสิทธิภาพ และนวัตกรรมที่ไม่มีใครเทียบได้

ฝาแฝดทางดิจิทัลยังเชื่อมโยงอาณาจักรทางกายภาพและดิจิทัลเข้ากับการวิเคราะห์ข้อมูลแบบเรียลไทม์และความสามารถในการคาดการณ์ ซึ่งช่วยให้ภาคอุตสาหกรรมสามารถปรับกระบวนการให้เหมาะสมและปรับปรุงการตัดสินใจได้อย่างง่ายดาย ซึ่งสามารถช่วยให้คุณและธุรกิจของคุณปลดล็อกความเป็นไปได้ใหม่ๆ ได้