تحقيق إمكانات التوائم الرقمية
التوائم الرقميةلا تزال التوائم الرقمية، وقدرتها على تعزيز الكفاءة والابتكار، حاضرة بقوة في منشورات الصناعة والأوراق البيضاء والمدونات. وقد أدرجت شركة جارتنر التوائم الرقمية كواحدة من أهم 10 اتجاهات تكنولوجية استراتيجية لعام 2019، وتتوقع أنه بحلول عام 2021، ستستخدمها أكثر من نصف الشركات الصناعية لزيادة الكفاءة بنسبة 10% على مدار دورة حياة المنتج. الشرق الأوسط نشر مقالاً يتنبأ بأن: "نحن على أعتاب انفجار تكنولوجيا التوأم الرقمي". تستطيع الشركات التي تستخدم التوأم الرقمي الحصول على ميزة تنافسية وتحسين كبير في أوقات دورة العمليات الحرجة.
ولكن كيف يمكننا تحقيق وعد التوائم الرقمية وفي نفس الوقت حماية الاستثمارات الكبيرة التي تم استثمارها في الأشخاص والتكنولوجيا والعمليات؟
في الوقت الذي يبدو فيه "التعطيل" هو التعبير الأكثر استخدامًا عند مناقشة التقنيات الجديدة، قد يبدو من الصعب إجراء إصلاح شامل لتصميم أنظمتك وعملياتك ومنصاتك للاستفادة من نهج رقمي جديد تطوير المنتج والعمليات.
رحلة التوأم الرقمي
الخبر السار هو: لستَ مضطرًا لذلك. رحلة تطبيق التوأم الرقمي تُعدّ تطورًا لأنظمتك وعملياتك الحالية، وستستفيد مؤسساتك في كل خطوة.
الخطوة 1: تحديد الهوية
الخطوة الأولى في الرحلة هي تحديد الفوائد المحتملة التي يمكن أن يجلبها التوأم الرقمي القائم على الفيزياء لعمليات البحث والتطوير في الشركات ومنظماتها.
الخطوة 2: إنشاء حالة الاستخدام
ينبغي إعطاء الأولوية للمشاريع التي ستستفيد أكثر من نهج التوائم الرقمية من حيث الكفاءة أو إمكانات الابتكار، ثم تُنقل إلى المرحلة الثانية، وهي إعداد دراسة حالة الاستخدام. في هذه المرحلة، يُحدد النطاق المحتمل للتوائم الرقمية في عملية التصميم، ويُتفق على خطوات التنفيذ.
بعد إنشاء حالة الاستخدام، تتكون رحلة التوأم الرقمي من مرحلتين أو ثلاث مراحل أخرى: إثبات المفهوم (PoC)، التوأم الرقمي للنظام الفرعي و التوأم الرقمي الكاملتُتيح كل مرحلة من هذه المراحل للشركات فرصةً للتعرف على تطبيق التوائم الرقمية في بيئتها، وتحقيق نتائج محاكاة ملموسة. كما تُوفر كل مرحلة اللبنات الأساسية للمرحلة التالية، مما يعني أن جميع الاستثمارات في الوقت والموارد طوال الرحلة تُسهم في تحقيق النتيجة النهائية.
الخطوة 3: إثبات المفهوم
تُعرَّف مرحلة إثبات المفهوم (PoC) عادةً بأنها نسخة مبسطة من التوأم الرقمي، تُركِّز على جانب مُحدَّد من الآلة، على سبيل المثال سلوك النظام الهيدروليكي لضاغط أرضي اهتزازي في بيئة طبيعية. يعتمد إثبات المفهوم (PoC) على البيانات الموجودة في بيئة أنظمتك الحالية، مثل نماذج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) ثلاثية الأبعاد، أو مخططات الأنظمة الهيدروليكية، أو خصائص مجموعة نقل الحركة. تُستخدم هذه البيانات بعد ذلك لنمذجة المحاكاة الفورية التي تُشكِّل أساس التوأم الرقمي القائم على الفيزياء. ومن مزايا إثبات المفهوم (PoC) أن المحاكاة تُنتج نتائج ملموسة يُمكن تحليلها لاستخدامها في البحث والتطوير. وفي الوقت نفسه، يُعرِّف إثبات المفهوم (PoC) فرق التصميم على... عملية تطوير التوأم الرقمي بالإضافة إلى البرامج والأدوات اللازمة لتشغيل عمليات المحاكاة في الوقت الفعلي.
بعد الانتهاء من PoC بنجاح، يمكن أن تتخذ الرحلة عادةً أحد مسارين محتملين: التوأم الرقمي للنظام الفرعي لمزيد من البحث في محاكاة مكون/نظام فرعي محدد أو التوأم الرقمي الكامل من أجل تحليل وتوقع سلوك الجهاز بأكمله في بيئته.
الخطوة 4أ: التوأم الرقمي للنظام الفرعي
يُعدّ التوأم الرقمي للنظام الفرعي وسيلةً فعّالة لتعميق المحاكاة المُجراة في إثبات المفهوم، وذلك بإنشاء نماذج أكثر دقةً لتعريف الآلة والبيئة وسير العمل، والتي يُمكن استخدامها، على سبيل المثال، في أتمتة المهام الفرعية، أو تحليل مستوى المكونات، أو توليد بيانات التدريب لإنشاء خوارزميات الصيانة الوقائية. يُعدّ التوأم الرقمي للنظام الفرعي حلاًّ مثاليًا لموردي المكونات، إذ يُتيح تحليلًا دقيقًا وتشغيلًا مُحسّنًا لمنتجاتهم، مع الاستغناء عن الحاجة إلى التكامل الكامل مع الآلة الفعلية.
الخطوة 4ب: التوأم الرقمي الكامل
وأخيرًا، يُعدّ التوأم الرقمي الكامل تمثيلًا افتراضيًا دقيقًا للآلة والبيئة وعمليات العمل، متصلًا بنظام التحكم الكامل. يُمكّن هذا التوأم من تحليل سلوك نظيره في الحياة الواقعية والتنبؤ به، ويُقدّم فوائد طوال دورة حياة المنتج. وتشمل هذه الفوائد المشاركة المبكرة للعملاء، والنمذجة الافتراضية في البحث والتطوير، والتدريب الفعّال لأصحاب المصلحة، والأدوات اللازمة لتطبيق الابتكارات القائمة على الذكاء الاصطناعي، مثل الصيانة التنبؤية.
مسار سلس نحو الابتكار الرقمي
تتمتع التوائم الرقمية القائمة على الفيزياء بإمكانية تحقيق وفورات كبيرة في الكفاءة وميزة تنافسية للشركات الناشئة. ولا يعني اعتمادها في دورة حياة منتجك بالضرورة إحداث تغيير جذري في أنظمتك وعملياتك الحالية. فمن خلال تحديد أولويات حالات الاستخدام بعناية، على سبيل المثال في البحث والتطوير، والشروع في رحلة التوأم الرقمي حيث توفر كل خطوة فوائد وأساسًا للخطوة التالية، يمكنك حماية استثماراتك في أنظمتك الحالية، بينما تتمكن فرقك من تبني نهج بحث وتطوير يركز على التوأم الرقمي تدريجيًا. لذا، لا داعي لتفويت الإمكانات التي يمكن أن توفرها التوائم الرقمية لمؤسستك، حيث يتوفر مسار سلس للابتكار الرقمي.
تعرف على المزيد حول التوائم الرقمية:
التوائم الرقمية: تغيير الطريقة التي نصمم بها منتجاتنا ونتحقق من صحتها ونسوقها ونشغلها
