Cyfrowy bliźniak (Digital Twin) to wirtualne odwzorowanie fizycznego obiektu, zasilane danymi w czasie rzeczywistym (np. z czujników IoT). Cyfrowy bliźniak ewoluuje wraz z obiektem. Kluczową cechą cyfrowego bliźniaka jest dwukierunkowy przepływ informacji: model odzwierciedla stan rzeczywisty, a wnioski z modelu pozwalają sterować obiektem fizycznym.
Cyfrowy bliźniak to dynamiczny profil obiektu, który ewoluuje wraz z nim. Kluczową cechą bliźniaka jest aktywne połączenie z fizycznym odpowiednikiem (np. poprzez sensory), co sprawia, że odzwierciedla on bieżący stan, historię oraz zachowanie obiektu w czasie rzeczywistym. Pozwala na symulację zachowania obiektu (np. budynku) w różnych sytuacjach i środowiskach.
Rodzaje bliźniaków cyfrowych wg poziomu "dojrzałości":
bliźniak opisowy - edytowalna cyfrowa wersja obiektu (geometria, dane projektowe),
bliźniak informacyjny - wzbogacony o dane operacyjne i sensoryczne w czasie rzeczywistym,
bliźniak predykcyjny - wykorzystuje analitykę do wykrywania potencjalnych awarii i problemów przed ich wystąpieniem,
bliźniak autonomiczny: Potrafi samodzielnie uczyć się i podejmować decyzje w imieniu użytkownika,.
Wyróżnia się także podział na prototyp (DTP), konkretną instancję (DTI) oraz zagregowany zbiór bliźniaków (DTA).
Jakie korzyści daje użycie bliźniaków cyfrowych?
Dzięki wykorzystaniu bliźniaków cyfrowych można zapobiegać awariom (np. wykrywać przegrzewanie systemów albo podziemnych drgań, które mogą prowadzić do mikropęknięć). Można też przeprowadzać symulacje i testować zachowań materiałów budowlanych. Cyfrowe bliźniaki pozwalają też na optymalizację kosztów i planować wydatki na eksploatację obiektów. Dla osób zarządzających obiektami ważny jest też dostęp do danych i digitalizacja dokumentacji.
Kto korzysta z cyfrowych bliźniaków?
Cyfrowe bliźniaki znajdują zastosowanie w wielu branżach. W budownictwie i architekturze wyewoluowały z modeli BIM (Building Information Modeling). Architekci i projektanci instalacji tworzą cyfrowe bliźniaki obiektów i symulacje ich późniejszej eksploatacji. Inżynierowie i konstruktorzy sprawdzają obciążenia i szkielet obiektów. Z kolei BIM Managerowie nadzorują przejście od modelu projektowego (PIM) do modelu eksploatacyjnego. Z kolei Facility Managerowie (zarządcy nieruchomości) wykorzystują bliźniaka m.in. do monitorowania zużycia energii i sterowania systemami HVAC (ogrzewanie, wentylacja, klimatyzacja).
W przemyśle i produkcji cyfrowy bliźniak służy do optymalizacji procesów i zapobiegania awariom.
Niezbędne umiejętności
By pracować z bliźniakami cyfrowymi, niezbędna jest znajomość narzędzi CAD / BIM (np. Revit, Inventor, AutoCAD) oraz platform do koordynacji pracy (np. Navisworks). Atutem będzie umiejętność pracy z algorytmami uczenia maszynowego i rozumienie, jak działa Internet Rzeczy (Internet of Things) oraz analizowanie danych, a także obsługa skanerów, dronów, fotogrametrii.