أوديت هاندا، الرجل الذي يرتدي قبعات متعددة، هو اسم مطلوب في عالم التكنولوجيا. بعد أن عمل مع بعض من أفضل 500 شركة مثل Microsoft وJLL، بدأت رحلة السيد هاندا ببدايات متواضعة في دهرادون، الهند. بعد توليه عدة أدوار كمهندس برمجيات ومطور، عرف أوديت أخيرًا ما هو تفاصيل أكثر
نحن شريك Microsoft Gold مع وجودها في جميع أنحاء الولايات المتحدة والهند. نحن مزود خدمات تقنية معلومات ديناميكي ومهني يخدم المؤسسات والشركات الناشئة ، ويساعدها على مواجهة تحديات الاقتصاد العالمي. نحن نقدم خدمات في مجال استشارات إدارة علاقات العملاء وتنفيذها ، وتطوير التطبيقات ، وتطوير تطبيقات الهاتف المحمول ، وتطوير الويب ، والتطوير الخارجي.
التكنولوجيا الرقمية المزدوجة هو التمثيل الافتراضي للأصول والعمليات المادية التي تسمح للشركات بمحاكاة ظروف العالم الحقيقي، وتحسين الأداء، والتنبؤ بالنتائج قبل التنفيذ. تعمل هذه التكنولوجيا الناشئة على تحويل مجموعة واسعة من الصناعات من خلال الربط بين العالمين المادي والرقمي.
يستخدم التوأم الرقمي البيانات من أجهزة الاستشعار المثبتة على أصول العالم الحقيقي لإنشاء محاكاة رقمية حية تعكس ظروف الأصل وأدائه وتفاعلاته في الوقت الفعلي. يتكامل التوأم الرقمي إنترنت الأشياء (IoT)، والذكاء الاصطناعي (AI)، وغيرها من التقنيات لتمكين قدرات التحليلات والمراقبة والمحاكاة المتقدمة.
في هذه النظرة العامة، سنستكشف ماهية تقنية Digital Twin، وقدراتها الرئيسية، وكيف تستفيد منها الشركات الرائدة في مجالات التصنيع والرعاية الصحية وتجارة التجزئة والقطاعات الأخرى لدفع الابتكار. سنغطي كيفية تعزيز Digital Twin للصيانة التنبؤية، وتحسين أداء الأصول، والكفاءة التشغيلية، والمزيد مع تمكين الشركات من التجربة والتكرار دون مخاطر في العالم الحقيقي.
مع الاستثمارات في تسريع التوأم الرقمي وسرعان ما أصبحت التكنولوجيا مكونًا أساسيًا استراتيجيات التحول الرقمييعد فهم التوأم الرقمي وتأثيراته بعيدة المدى عبر الصناعات أمرًا ضروريًا لأي مؤسسة تتطلع إلى الاستفادة من فوائدها واكتساب ميزة تنافسية.
تهدف هذه النظرة العامة إلى تقديم مقدمة شاملة لهذه التكنولوجيا التحويلية المحتملة.
ما هي تقنية التوأم الرقمي؟
التقنية الرقمية ينشئ تمثيلات افتراضية للأشياء المادية أو العمليات أو الخدمات أو البيئات التي تحاكي نظيراتها في العالم الحقيقي.
يمكن للتكنولوجيا الرقمية أن تحاكي عناصر مادية مثل المحركات النفاثة أو مزارع الرياح، أو حتى أشياء أكبر مثل المباني أو المدن. وبدلاً من ذلك، يمكن للتكنولوجيا الرقمية نمذجة العمليات أو تشغيل عمليات المحاكاة لجمع البيانات والتنبؤ بالأداء.
في الأساس، التكنولوجيا الرقمية هي برنامج كمبيوتر يستخدم بيانات العالم الحقيقي لإنشاء عمليات محاكاة تتنبأ بكيفية عمل المنتج أو العملية. تأخذ عملية المحاكاة في الاعتبار الحالة الحالية للأصل والبيانات التاريخية.
يمكن لهذه البرامج دمج إنترنت الأشياء (الصناعة 4.0)، والذكاء الاصطناعي، والتحليلات لتعزيز المخرجات. تتيح مستشعرات إنترنت الأشياء (IoT) نقل بيانات العالم الحقيقي لإنشاء تمثيلات افتراضية رقميًا.
مع استمرار تقدم التعلم الآلي وانتشار مجموعات البيانات الكبيرة، أصبحت عمليات المحاكاة الرقمية هذه ضرورية في الممارسات الهندسية المعاصرة لدفع التطورات الجديدة وتحسين النتائج.
تكامل الأجهزة والبرامج في التصميم الموازي يعزز جداول التطوير. يحافظ حل المحاكاة والنماذج الأولية المتكامل على سلامة التصميم، مما يتيح التحقق التكراري والمتزامن لكتل IP حتى SoCs والأنظمة الكاملة. يعد توسيع نطاق التحقق على مستوى المؤسسة عبر التصميمات المتزامنة أمرًا بالغ الأهمية أيضًا.
لعدة مشاريع شركة نفط الجنوب، تعمل المنصة التي تعمل على سد فجوة إنتاجية التحقق على تسريع عملية التحقق من صحة شرائح SoC والأنظمة الفرعية وعناوين IP والاختبار على مستوى النظام. يعد تقييم إنتاجية المحاكاة بشكل كلي أمرًا أساسيًا.
النسخ المتماثلة الافتراضية تمكين التحقق من كل من الرقائق وبرامجها. تتيح منصات المحاكاة والنماذج الأولية المدمجة عمليات انتقال سلسة من تصحيح أخطاء الرقائق إلى تصحيح أخطاء برامجها. تلعب النسخ المتماثلة الافتراضية دورًا حاسمًا في إعادة تعريف بنية المحاكاة باستخدام التكنولوجيا القائمة على المعالجات الدقيقة.
باختصار، النسخ المتماثلة الافتراضية مثل التوائم الرقمية لها أهمية كبيرة من خلال تمكين التكامل التحقق من الأجهزة والبرامجوتسريع التطوير وسد فجوات الإنتاجية عبر IP وSOC واختبار النظام. إن تكاملهم يعيد تعريف بنيات المحاكاة الحديثة.
يمكن أن توفر تقنية Digital Twin العديد من الفوائد القيمة. دعونا الآن نفحص بعض نقاط القوة الأساسية:
تعزيز الأداء تسمح البيانات والرؤى في الوقت الفعلي المستمدة من تقنية التوأم الرقمي بتحسين أداء المعدات والمصنع والمرافق. يمكن معالجة المشكلات فور حدوثها، مما يضمن أعلى أداء للنظام والحد الأدنى من وقت التوقف عن العمل.
القدرات التنبؤية توفر تقنية Digital Twin تمثيلاً مرئيًا ورقميًا شاملاً لمنشأة التصنيع أو المبنى التجاري أو المصنع، حتى أنها تشتمل على آلاف القطع المكونة. تقوم أجهزة الاستشعار الذكية بمراقبة مخرجات كل مكون، والإشارة إلى المشكلات أو الأخطاء عند ظهورها. يمكنك التصرف عند ظهور العلامات الأولى للمشكلة بدلاً من انتظار الفشل التام للمعدات.
مراقبة عن بعد تتيح الطبيعة الافتراضية للتوأم الرقمي مراقبة المرافق والتحكم فيها عن بعد. تقلل المراقبة عن بعد أيضًا من الحاجة إلى وجود موظفين في الموقع لفحص المعدات الصناعية التي يحتمل أن تكون خطرة.
الأطر الزمنية للإنتاج المعجل يمكنك تسريع الجداول الزمنية لإنتاج المنتجات والمرافق قبل ظهورها من خلال إنشاء نسخ متماثلة رقمية. يُظهر تشغيل عمليات المحاكاة كيف يتعامل منتجك أو منشأتك مع حالات الفشل، مما يسمح بتعديل التصميم قبل الإنتاج الفعلي.
A نسخة رقمية يحاكي الأصول المادية رقميًا في بيئة افتراضية، بما في ذلك وظائفها وميزاتها وسلوكياتها. يتم إنشاء تمثيلات رقمية في الوقت الفعلي باستخدام أجهزة استشعار ذكية تجمع البيانات من المنتج.
يمكن استخدام هذه التمثيلات عبر دورة حياة الأصول، بدءًا من الاختبار الأولي وحتى التشغيل في العالم الحقيقي وإيقاف التشغيل.
تستفيد النسخ المتماثلة الرقمية من العديد من التقنيات الرئيسية:
إنترنت الأشياء (تقنيات عمليات)
يشير إنترنت الأشياء إلى الأجهزة والتقنيات المترابطة التي تتيح الاتصال بين الأجهزة والسحابة وبعضها البعض. تعتمد النسخ المتماثلة الرقمية على بيانات مستشعر إنترنت الأشياء لنقل المعلومات من الكائن المادي إلى الكائن الرقمي إلى لوحات معلومات البرامج التي تصور البيانات في الوقت الفعلي.
الذكاء الاصطناعي (AI)
يتضمن الذكاء الاصطناعي قيام أنظمة الكمبيوتر بمهام مثل التعلم وحل المشكلات دون تعليمات واضحة، وذلك باستخدام الأنماط والاستدلالات بدلاً من ذلك. تستخدم تقنية النسخ الرقمية خوارزميات التعلم الآلي لمعالجة بيانات المستشعر وتحديد رؤى الأداء والكفاءة.
الاختلافات الرئيسية عن المحاكاة
في حين أن عمليات المحاكاة والنسخ المتماثلة الرقمية تعتمد على النماذج الافتراضية، إلا أنه توجد بعض الاختلافات المميزة. تدعم عمليات المحاكاة عادةً التصميم والتحسين المحدود في وضع عدم الاتصال عبر اختبار سيناريو ماذا لو. من ناحية أخرى، النسخ المتماثلة الرقمية هي بيئات افتراضية واسعة النطاق في الوقت الحقيقي تدعم التحديث التفاعلي.
على سبيل المثال، يمكن لمحاكاة السيارة أن توفر تدريبًا غامرًا للسائقين دون الارتباط بمركبة حقيقية. تتصل نسخة رقمية من السيارة بالمركبة الفعلية، وتصل إلى إحصائيات الأداء الحقيقية، وتاريخ الخدمة، وملاحظات أجهزة الاستشعار، والمزيد.
تعتمد Digital Twin بشكل كبير على البيانات التي يتم جمعها من مصادر مختلفة، بما في ذلك أجهزة الاستشعار وأجهزة إنترنت الأشياء والأنظمة الأخرى. يعد ضمان خصوصية وأمن هذه البيانات أمرًا بالغ الأهمية، لأنها تتضمن غالبًا معلومات حساسة حول العمليات أو الأصول أو حتى الأفراد.
قد يؤدي الوصول أو الانتهاكات غير المصرح بها إلى سرقة البيانات أو التلاعب بها أو إساءة استخدامها، مما قد يتسبب في ضرر كبير للمؤسسات والأفراد على حدٍ سواء.
تعقيدات التكامل:
دمج مصادر وأنظمة البيانات المتنوعة لإنشاء نظام شامل التوأم الرقمية يمكن أن تكون معقدة وصعبة. في كثير من الأحيان، تمتلك المؤسسات أنظمة قديمة ذات تنسيقات وبروتوكولات غير متوافقة، مما يجعل من الصعب تجميع البيانات ومزامنتها بشكل فعال.
بالإضافة إلى ذلك، فإن ضمان قابلية التشغيل البيني بين التقنيات والمنصات المختلفة يشكل طبقة أخرى من التعقيد تتطلب التخطيط والتنسيق الدقيق.
قضايا قابلية التوسع:
مع تطور التوأم الرقمي وشموله لمزيد من الأصول أو العمليات، أصبحت قابلية التوسع مصدر قلق كبير. إن توسيع نطاق التوأم الرقمي لاستيعاب مجموعات بيانات أكبر، وزيادة المتطلبات الحسابية، وتوسيع الوظائف دون التضحية بالأداء أو الكفاءة يتطلب بنية تحتية قوية وتصميمًا معماريًا.
بدون التخطيط المناسب لقابلية التوسع، قد تواجه المؤسسات اختناقات أو تدهورًا في الأداء أو حتى فشل النظام مع تزايد تعقيد تقنية Digital Twin الخاصة بها.
الآثار المترتبة على التكلفة:
التنفيذ و الحفاظ على التوأم الرقمي يمكن أن تنطوي على تكاليف كبيرة، بما في ذلك الاستثمارات في الأجهزة والبرمجيات والبنية التحتية والموظفين المهرة. إن بناء وصيانة البنية التحتية اللازمة لتكنولوجيا المعلومات، والحصول على البيانات من مصادر مختلفة ودمجها، وتنفيذ التدابير الأمنية، وتدريب الموظفين، كلها عوامل تساهم في التكلفة الإجمالية.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تتراكم النفقات المستمرة لتخزين البيانات ومعالجتها وتحليلاتها بمرور الوقت. يجب على المؤسسات تقييم نسبة التكلفة إلى الفائدة بعناية وتطوير استراتيجيات لإدارة وتحسين النفقات المرتبطة بتنفيذ التوأم الرقمي.
• مستقبل التوأم الرقمي يكاد يكون لا حدود له لأن كميات متزايدة من القوة المعرفية يتم تكريسها باستمرار لاستخدامها. تعمل تقنية التوأم الرقمي باستمرار على اكتساب كفاءات جديدة، مما يتيح التوليد المستمر للرؤى التي لا غنى عنها لتحسين المنتجات وتبسيط العمليات.
يمكّن هذا الابتكار من إحداث تحول عميق في أطر التشغيل السائدة عبر الصناعات المثقلة بالأصول. يؤدي دمج التمثيل المادي والرقمي للأصول والأجهزة والبنية التحتية وسير العمل إلى إعادة تعريف نماذج الأعمال ذات التأثيرات المدمرة. تشكل النسخ المتماثلة الافتراضية جزءًا لا يتجزأ من إعادة تنظيم العلاقة بين المجالين المادي والرقمي.
التوائم الرقمية Microsoft Azure
مايكروسوفت أزور التوأم الرقمي تعد التكنولوجيا واحدة من أولى التقنيات التي تتيح لك إنشاء نماذج رقمية لأي بيئة مادية تقريبًا، مما يوفر فوائد المقاييس والامتثال والأمان المعروفة بها.
التوائم الرقمية Microsoft Azure تم تطويره أعلى منصة IoT، مما يعني أن عمليات التكامل الأصلية تتكون من Azure بالكامل (مركز IoT، وتحليلات التدفق، ومستكشف البيانات، وما إلى ذلك). وهذا يجعل من السهل على الأكثر الاتصال بالنماذج الرقمية المزدوجة بالأجهزة المادية . ويساعد ذلك في تحليل وتصور البيانات من مختلف الأجهزة والأنظمة.
بمساعدة القوالب المعدة مسبقًا في Azure Digital Twins، يمكن للمرء البدء في إنشاء النماذج المزدوجة. إنه يوفر الوقت والجهد اللازمين لإنشاء نماذج من الصفر.
على الرغم من أن العديد من الصناعات تحاول البناء التوائم الرقمية باستخدام تقنيات مختلفة، يحقق Azure فائدة نظام آمن واحد تم إنشاؤه من الألف إلى الياء مع أخذ التوائم الرقمية في الاعتبار.
قدرات Microsoft Azure Digital Twins
قدرات حسابية متقدمة - يوفر Azure إمكانات حوسبة عالية الأداء (HPC) لتحليل مجموعات البيانات الضخمة.
حجم - يمكنك بسهولة توسيع نطاق التوائم الرقمية وتكرارها عبر العديد من المستأجرين والكائنات.
أمان Azure Active Directory (AAD) - يعد Azure أحد أكثر موفري السحابة أمانًا ويوفر نفس الإمكانات في نظامه الأساسي Digital Twins.
التكامل مع خدمات مايكروسوفت الأخرى - تتكامل خدمات Microsoft الأخرى مثل Dynamics 365 و Office 365 بسهولة مع Azure Digital Twins.
تتكون تقنية التوأم الرقمي من إنشاء توائم افتراضية للأشياء أو العمليات أو الأنظمة المادية. يتم تحديث هذه النسخ المتماثلة الرقمية باستمرار ببيانات في الوقت الفعلي من نظيراتها المادية، مما يتيح المحاكاة والتحليل والتحسين.
س. كيف تفيد تقنية التوأم الرقمي الصناعات؟
توفر تقنية Digital Twin العديد من الفوائد، بما في ذلك تحسين عملية اتخاذ القرار من خلال الرؤى المستندة إلى البيانات، والصيانة التنبؤية لمنع فترات التوقف المكلفة، وتطوير المنتج المعزز من خلال محاكاة سيناريوهات مختلفة، والمراقبة في الوقت الفعلي لتحسين التحكم والكفاءة.
س: ما هي بعض الأمثلة على تطبيقات Digital Twin؟
تجد Digital Twin تطبيقات في مختلف الصناعات. وفي التصنيع، يمكنهم محاكاة عمليات الإنتاج لتحسين الكفاءة. وفي مجال الرعاية الصحية، يمكنهم تمثيل بيانات المرضى لتخطيط العلاج الشخصي. تستخدم المدن الذكية التوأم الرقمي لمراقبة البنية التحتية وتعزيز التخطيط الحضري. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامها في مجال الطيران لتحليل أداء الطائرات وفي السيارات لاختبار المركبات وتصميمها.
س: ما هي التحديات المرتبطة بتنفيذ التوأم الرقمي؟
تشمل التحديات ضمان خصوصية البيانات وأمانها، ودمج مصادر وأنظمة البيانات المتنوعة، ومعالجة مشكلات قابلية التوسع مع نمو الأنظمة في التعقيد، وإدارة التكاليف المرتبطة بإعداد وصيانة البنية التحتية الرقمية التوأم.
س: ما الذي يحمله المستقبل لتقنية التوأم الرقمي؟
يبدو مستقبل التوأم الرقمي واعدًا، مع التقدم في الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي الذي يتيح عمليات محاكاة وتنبؤات أكثر تطورًا. سيؤدي التكامل مع التقنيات الناشئة مثل blockchain والحوسبة المتطورة إلى تعزيز الأمان والقدرات في الوقت الفعلي. بشكل عام، وضعت تقنية التوأم الرقمي نفسها لتلعب دورًا مهمًا في تشكيل الجيل القادم من الصناعات والبنية التحتية الذكية المعتمدة على البيانات.
التكنولوجيا الرقمية المزدوجة هو التمثيل الافتراضي للأصول والعمليات المادية التي تسمح للشركات بمحاكاة ظروف العالم الحقيقي، وتحسين الأداء، والتنبؤ بالنتائج قبل التنفيذ. تعمل هذه التكنولوجيا الناشئة على تحويل مجموعة واسعة من الصناعات من خلال الربط بين العالمين المادي والرقمي.
يستخدم التوأم الرقمي البيانات من أجهزة الاستشعار المثبتة على أصول العالم الحقيقي لإنشاء محاكاة رقمية حية تعكس ظروف الأصل وأدائه وتفاعلاته في الوقت الفعلي. يتكامل التوأم الرقمي إنترنت الأشياء (IoT)، والذكاء الاصطناعي (AI)، وغيرها من التقنيات لتمكين قدرات التحليلات والمراقبة والمحاكاة المتقدمة.
في هذه النظرة العامة، سنستكشف ماهية تقنية Digital Twin، وقدراتها الرئيسية، وكيف تستفيد منها الشركات الرائدة في مجالات التصنيع والرعاية الصحية وتجارة التجزئة والقطاعات الأخرى لدفع الابتكار. سنغطي كيفية تعزيز Digital Twin للصيانة التنبؤية، وتحسين أداء الأصول، والكفاءة التشغيلية، والمزيد مع تمكين الشركات من التجربة والتكرار دون مخاطر في العالم الحقيقي.
مع الاستثمارات في تسريع التوأم الرقمي وسرعان ما أصبحت التكنولوجيا مكونًا أساسيًا استراتيجيات التحول الرقمييعد فهم التوأم الرقمي وتأثيراته بعيدة المدى عبر الصناعات أمرًا ضروريًا لأي مؤسسة تتطلع إلى الاستفادة من فوائدها واكتساب ميزة تنافسية.
تهدف هذه النظرة العامة إلى تقديم مقدمة شاملة لهذه التكنولوجيا التحويلية المحتملة.
التقنية الرقمية ينشئ تمثيلات افتراضية للأشياء المادية أو العمليات أو الخدمات أو البيئات التي تحاكي نظيراتها في العالم الحقيقي.
يمكن للتكنولوجيا الرقمية أن تحاكي عناصر مادية مثل المحركات النفاثة أو مزارع الرياح، أو حتى أشياء أكبر مثل المباني أو المدن. وبدلاً من ذلك، يمكن للتكنولوجيا الرقمية نمذجة العمليات أو تشغيل عمليات المحاكاة لجمع البيانات والتنبؤ بالأداء.
في الأساس، التكنولوجيا الرقمية هي برنامج كمبيوتر يستخدم بيانات العالم الحقيقي لإنشاء عمليات محاكاة تتنبأ بكيفية عمل المنتج أو العملية. تأخذ عملية المحاكاة في الاعتبار الحالة الحالية للأصل والبيانات التاريخية.
يمكن لهذه البرامج دمج إنترنت الأشياء (الصناعة 4.0)، والذكاء الاصطناعي، والتحليلات لتعزيز المخرجات. تتيح مستشعرات إنترنت الأشياء (IoT) نقل بيانات العالم الحقيقي لإنشاء تمثيلات افتراضية رقميًا.
مع استمرار تقدم التعلم الآلي وانتشار مجموعات البيانات الكبيرة، أصبحت عمليات المحاكاة الرقمية هذه ضرورية في الممارسات الهندسية المعاصرة لدفع التطورات الجديدة وتحسين النتائج.
تكامل الأجهزة والبرامج في التصميم الموازي يعزز جداول التطوير. يحافظ حل المحاكاة والنماذج الأولية المتكامل على سلامة التصميم، مما يتيح التحقق التكراري والمتزامن لكتل IP حتى SoCs والأنظمة الكاملة. يعد توسيع نطاق التحقق على مستوى المؤسسة عبر التصميمات المتزامنة أمرًا بالغ الأهمية أيضًا.
لعدة مشاريع شركة نفط الجنوب، تعمل المنصة التي تعمل على سد فجوة إنتاجية التحقق على تسريع عملية التحقق من صحة شرائح SoC والأنظمة الفرعية وعناوين IP والاختبار على مستوى النظام. يعد تقييم إنتاجية المحاكاة بشكل كلي أمرًا أساسيًا.
النسخ المتماثلة الافتراضية تمكين التحقق من كل من الرقائق وبرامجها. تتيح منصات المحاكاة والنماذج الأولية المدمجة عمليات انتقال سلسة من تصحيح أخطاء الرقائق إلى تصحيح أخطاء برامجها. تلعب النسخ المتماثلة الافتراضية دورًا حاسمًا في إعادة تعريف بنية المحاكاة باستخدام التكنولوجيا القائمة على المعالجات الدقيقة.
باختصار، النسخ المتماثلة الافتراضية مثل التوائم الرقمية لها أهمية كبيرة من خلال تمكين التكامل التحقق من الأجهزة والبرامجوتسريع التطوير وسد فجوات الإنتاجية عبر IP وSOC واختبار النظام. إن تكاملهم يعيد تعريف بنيات المحاكاة الحديثة.
يمكن أن توفر تقنية Digital Twin العديد من الفوائد القيمة. دعونا الآن نفحص بعض نقاط القوة الأساسية:
تعزيز الأداء تسمح البيانات والرؤى في الوقت الفعلي المستمدة من تقنية التوأم الرقمي بتحسين أداء المعدات والمصنع والمرافق. يمكن معالجة المشكلات فور حدوثها، مما يضمن أعلى أداء للنظام والحد الأدنى من وقت التوقف عن العمل.
القدرات التنبؤية توفر تقنية Digital Twin تمثيلاً مرئيًا ورقميًا شاملاً لمنشأة التصنيع أو المبنى التجاري أو المصنع، حتى أنها تشتمل على آلاف القطع المكونة. تقوم أجهزة الاستشعار الذكية بمراقبة مخرجات كل مكون، والإشارة إلى المشكلات أو الأخطاء عند ظهورها. يمكنك التصرف عند ظهور العلامات الأولى للمشكلة بدلاً من انتظار الفشل التام للمعدات.
مراقبة عن بعد تتيح الطبيعة الافتراضية للتوأم الرقمي مراقبة المرافق والتحكم فيها عن بعد. تقلل المراقبة عن بعد أيضًا من الحاجة إلى وجود موظفين في الموقع لفحص المعدات الصناعية التي يحتمل أن تكون خطرة.
الأطر الزمنية للإنتاج المعجل يمكنك تسريع الجداول الزمنية لإنتاج المنتجات والمرافق قبل ظهورها من خلال إنشاء نسخ متماثلة رقمية. يُظهر تشغيل عمليات المحاكاة كيف يتعامل منتجك أو منشأتك مع حالات الفشل، مما يسمح بتعديل التصميم قبل الإنتاج الفعلي.
A نسخة رقمية يحاكي الأصول المادية رقميًا في بيئة افتراضية، بما في ذلك وظائفها وميزاتها وسلوكياتها. يتم إنشاء تمثيلات رقمية في الوقت الفعلي باستخدام أجهزة استشعار ذكية تجمع البيانات من المنتج.
يمكن استخدام هذه التمثيلات عبر دورة حياة الأصول، بدءًا من الاختبار الأولي وحتى التشغيل في العالم الحقيقي وإيقاف التشغيل.
تستفيد النسخ المتماثلة الرقمية من العديد من التقنيات الرئيسية:
إنترنت الأشياء (تقنيات عمليات)
يشير إنترنت الأشياء إلى الأجهزة والتقنيات المترابطة التي تتيح الاتصال بين الأجهزة والسحابة وبعضها البعض. تعتمد النسخ المتماثلة الرقمية على بيانات مستشعر إنترنت الأشياء لنقل المعلومات من الكائن المادي إلى الكائن الرقمي إلى لوحات معلومات البرامج التي تصور البيانات في الوقت الفعلي.
الذكاء الاصطناعي (AI)
يتضمن الذكاء الاصطناعي قيام أنظمة الكمبيوتر بمهام مثل التعلم وحل المشكلات دون تعليمات واضحة، وذلك باستخدام الأنماط والاستدلالات بدلاً من ذلك. تستخدم تقنية النسخ الرقمية خوارزميات التعلم الآلي لمعالجة بيانات المستشعر وتحديد رؤى الأداء والكفاءة.
الاختلافات الرئيسية عن المحاكاة
في حين أن عمليات المحاكاة والنسخ المتماثلة الرقمية تعتمد على النماذج الافتراضية، إلا أنه توجد بعض الاختلافات المميزة. تدعم عمليات المحاكاة عادةً التصميم والتحسين المحدود في وضع عدم الاتصال عبر اختبار سيناريو ماذا لو. من ناحية أخرى، النسخ المتماثلة الرقمية هي بيئات افتراضية واسعة النطاق في الوقت الحقيقي تدعم التحديث التفاعلي.
على سبيل المثال، يمكن لمحاكاة السيارة أن توفر تدريبًا غامرًا للسائقين دون الارتباط بمركبة حقيقية. تتصل نسخة رقمية من السيارة بالمركبة الفعلية، وتصل إلى إحصائيات الأداء الحقيقية، وتاريخ الخدمة، وملاحظات أجهزة الاستشعار، والمزيد.
تعتمد Digital Twin بشكل كبير على البيانات التي يتم جمعها من مصادر مختلفة، بما في ذلك أجهزة الاستشعار وأجهزة إنترنت الأشياء والأنظمة الأخرى. يعد ضمان خصوصية وأمن هذه البيانات أمرًا بالغ الأهمية، لأنها تتضمن غالبًا معلومات حساسة حول العمليات أو الأصول أو حتى الأفراد.
قد يؤدي الوصول أو الانتهاكات غير المصرح بها إلى سرقة البيانات أو التلاعب بها أو إساءة استخدامها، مما قد يتسبب في ضرر كبير للمؤسسات والأفراد على حدٍ سواء.
تعقيدات التكامل:
دمج مصادر وأنظمة البيانات المتنوعة لإنشاء نظام شامل التوأم الرقمية يمكن أن تكون معقدة وصعبة. في كثير من الأحيان، تمتلك المؤسسات أنظمة قديمة ذات تنسيقات وبروتوكولات غير متوافقة، مما يجعل من الصعب تجميع البيانات ومزامنتها بشكل فعال.
بالإضافة إلى ذلك، فإن ضمان قابلية التشغيل البيني بين التقنيات والمنصات المختلفة يشكل طبقة أخرى من التعقيد تتطلب التخطيط والتنسيق الدقيق.
قضايا قابلية التوسع:
مع تطور التوأم الرقمي وشموله لمزيد من الأصول أو العمليات، أصبحت قابلية التوسع مصدر قلق كبير. إن توسيع نطاق التوأم الرقمي لاستيعاب مجموعات بيانات أكبر، وزيادة المتطلبات الحسابية، وتوسيع الوظائف دون التضحية بالأداء أو الكفاءة يتطلب بنية تحتية قوية وتصميمًا معماريًا.
بدون التخطيط المناسب لقابلية التوسع، قد تواجه المؤسسات اختناقات أو تدهورًا في الأداء أو حتى فشل النظام مع تزايد تعقيد تقنية Digital Twin الخاصة بها.
الآثار المترتبة على التكلفة:
التنفيذ و الحفاظ على التوأم الرقمي يمكن أن تنطوي على تكاليف كبيرة، بما في ذلك الاستثمارات في الأجهزة والبرمجيات والبنية التحتية والموظفين المهرة. إن بناء وصيانة البنية التحتية اللازمة لتكنولوجيا المعلومات، والحصول على البيانات من مصادر مختلفة ودمجها، وتنفيذ التدابير الأمنية، وتدريب الموظفين، كلها عوامل تساهم في التكلفة الإجمالية.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تتراكم النفقات المستمرة لتخزين البيانات ومعالجتها وتحليلاتها بمرور الوقت. يجب على المؤسسات تقييم نسبة التكلفة إلى الفائدة بعناية وتطوير استراتيجيات لإدارة وتحسين النفقات المرتبطة بتنفيذ التوأم الرقمي.
• مستقبل التوأم الرقمي يكاد يكون لا حدود له لأن كميات متزايدة من القوة المعرفية يتم تكريسها باستمرار لاستخدامها. تعمل تقنية التوأم الرقمي باستمرار على اكتساب كفاءات جديدة، مما يتيح التوليد المستمر للرؤى التي لا غنى عنها لتحسين المنتجات وتبسيط العمليات.
يمكّن هذا الابتكار من إحداث تحول عميق في أطر التشغيل السائدة عبر الصناعات المثقلة بالأصول. يؤدي دمج التمثيل المادي والرقمي للأصول والأجهزة والبنية التحتية وسير العمل إلى إعادة تعريف نماذج الأعمال ذات التأثيرات المدمرة. تشكل النسخ المتماثلة الافتراضية جزءًا لا يتجزأ من إعادة تنظيم العلاقة بين المجالين المادي والرقمي.
التوائم الرقمية Microsoft Azure
مايكروسوفت أزور التوأم الرقمي تعد التكنولوجيا واحدة من أولى التقنيات التي تتيح لك إنشاء نماذج رقمية لأي بيئة مادية تقريبًا، مما يوفر فوائد المقاييس والامتثال والأمان المعروفة بها.
التوائم الرقمية Microsoft Azure تم تطويره أعلى منصة IoT، مما يعني أن عمليات التكامل الأصلية تتكون من Azure بالكامل (مركز IoT، وتحليلات التدفق، ومستكشف البيانات، وما إلى ذلك). وهذا يجعل من السهل على الأكثر الاتصال بالنماذج الرقمية المزدوجة بالأجهزة المادية . ويساعد ذلك في تحليل وتصور البيانات من مختلف الأجهزة والأنظمة.
بمساعدة القوالب المعدة مسبقًا في Azure Digital Twins، يمكن للمرء البدء في إنشاء النماذج المزدوجة. إنه يوفر الوقت والجهد اللازمين لإنشاء نماذج من الصفر.
على الرغم من أن العديد من الصناعات تحاول البناء التوائم الرقمية باستخدام تقنيات مختلفة، يحقق Azure فائدة نظام آمن واحد تم إنشاؤه من الألف إلى الياء مع أخذ التوائم الرقمية في الاعتبار.
قدرات Microsoft Azure Digital Twins
قدرات حسابية متقدمة - يوفر Azure إمكانات الحوسبة عالية الأداء (HPC) لتحليل مجموعات البيانات الضخمة.
حجم - يمكنك بسهولة توسيع نطاق التوائم الرقمية وتكرارها عبر العديد من المستأجرين والكائنات.
أمان Azure Active Directory (AAD) - يعد Azure أحد أكثر موفري السحابة أمانًا ويوفر نفس الإمكانات في نظامه الأساسي Digital Twins.
التكامل مع خدمات مايكروسوفت الأخرى - تتكامل خدمات Microsoft الأخرى مثل Dynamics 365 و Office 365 بسهولة مع Azure Digital Twins.
تتكون تقنية التوأم الرقمي من إنشاء توائم افتراضية للأشياء أو العمليات أو الأنظمة المادية. يتم تحديث هذه النسخ المتماثلة الرقمية باستمرار ببيانات في الوقت الفعلي من نظيراتها المادية، مما يتيح المحاكاة والتحليل والتحسين.
س. كيف تفيد تقنية التوأم الرقمي الصناعات؟
توفر تقنية Digital Twin العديد من الفوائد، بما في ذلك تحسين عملية اتخاذ القرار من خلال الرؤى المستندة إلى البيانات، والصيانة التنبؤية لمنع فترات التوقف المكلفة، وتطوير المنتج المعزز من خلال محاكاة سيناريوهات مختلفة، والمراقبة في الوقت الفعلي لتحسين التحكم والكفاءة.
س: ما هي بعض الأمثلة على تطبيقات Digital Twin؟
تجد Digital Twin تطبيقات في مختلف الصناعات. وفي التصنيع، يمكنهم محاكاة عمليات الإنتاج لتحسين الكفاءة. وفي مجال الرعاية الصحية، يمكنهم تمثيل بيانات المرضى لتخطيط العلاج الشخصي. تستخدم المدن الذكية التوأم الرقمي لمراقبة البنية التحتية وتعزيز التخطيط الحضري. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامها في مجال الطيران لتحليل أداء الطائرات وفي السيارات لاختبار المركبات وتصميمها.
س: ما هي التحديات المرتبطة بتنفيذ التوأم الرقمي؟
تشمل التحديات ضمان خصوصية البيانات وأمانها، ودمج مصادر وأنظمة البيانات المتنوعة، ومعالجة مشكلات قابلية التوسع مع نمو الأنظمة في التعقيد، وإدارة التكاليف المرتبطة بإعداد وصيانة البنية التحتية الرقمية التوأم.
س: ما الذي يحمله المستقبل لتقنية التوأم الرقمي؟
يبدو مستقبل التوأم الرقمي واعدًا، مع التقدم في الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي الذي يتيح عمليات محاكاة وتنبؤات أكثر تطورًا. سيؤدي التكامل مع التقنيات الناشئة مثل blockchain والحوسبة المتطورة إلى تعزيز الأمان والقدرات في الوقت الفعلي. بشكل عام، وضعت تقنية التوأم الرقمي نفسها لتلعب دورًا مهمًا في تشكيل الجيل القادم من الصناعات والبنية التحتية الذكية المعتمدة على البيانات.
إذا كنت بحاجة إلى أي مساعدة تتعلق بالتقنيات السحابية ، يمكنك الاتصال بـ Cynoteck Technology Solutions Pvt. Ltd ، نظرًا لأننا شريك Microsoft Gold وشبكة شركاء AWS ، يمكننا مساعدتك على فهم البنية التحتية السحابية التي ستكون أفضل لعملك.
