Các công nghệ tiên tiến mở rộng việc sử dụng bản sao kỹ thuật số

Bản sao kỹ thuật số là bản sao ảo của các đối tượng vật lý và các hệ thống. Chúng sử dụng dữ liệu thế giới thực để chạy mô phỏng các tình huống trước khi các thiết bị thực tế được xây dựng và phát triển, và dự đoán các kết quả khác nhau. Nhà sản xuất sau đó sử dụng các thông tin này để giảm các vấn đề tồn đọng, cải thiện hiệu quả và sản phẩm đầu ra.

Điều này là hoàn toàn có thể vì các cảm biến IoT, tập hợp hàng loạt dữ liệu và công nghệ trí tuệ nhân tạo, bao gồm cả học máy và phân tích dữ liệu. Những công nghệ này cung cấp những hiểu biết và dự đoán dựa trên dữ liệu này.

Ngành công nghiệp tự động sử dụng bản sao kỹ thuật số để thử nghiệm các kịch bản khác nhau trước khi mô hình mới được xây dựng.

Từ dây chuyền sản xuất đến quỹ đầu tư

Các nhà sản xuất ô tô đã tạo ra chiếc xe bản sao kỹ thuật số, bao gồm ngoại thất, cơ khí, điện và phần mềm xe hơi. Các kịch bản khác nhau có thể được kiểm tra từ thiết kế đến sản xuất để tìm ra các vấn đề, thất bại và giải pháp trước khi mô hình mới được xây dựng.

Tuy nhiên, khi công nghệ phát triển, các mô hình ảo giàu dữ liệu này đang được sử dụng trong nhiều tình huống khác. Ví dụ, các nhà quy hoạch đô thị có thể có được cái nhìn tổng quan của thành phố hoặc đi sâu vào chi tiết chính xác nhất ở cấp đường hoặc tòa nhà, để cải thiện cơ sở hạ tầng, lên kế hoạch xây dựng mới hoặc thử các tình huống thảm họa và thực hiện các biện pháp ngăn chặn lũ lụt và huấn luyện những người ứng phó trước. Các ngân hàng và dịch vụ đầu tư sử dụng bản sao kỹ thuật số để thực hiện các cuộc tấn công mạng mô phỏng nhằm cải thiện an ninh của quỹ khách hàng, trong khi các bác sĩ phẫu thuật tăng cường an toàn và chăm sóc bệnh nhân bằng cách thực hành trên bản sao bệnh nhân kỹ thuật số hoặc các bộ phận cơ thể trước khi thực hiện.

Sự cần thiết của các tiêu chuẩn

E-tech đã có cuộc nói chuyện với Tiến sĩ Sha Wei, người triệu tập nhóm tư vấn IEC và ISO đang thực hiện công việc tiêu chuẩn hóa về bản sao kỹ thuật số. Nhóm này là một phần của ủy ban kỹ thuật chung phát triển các tiêu chuẩn về công nghệ thông tin (ISO/IEC JTC 1). Ông làm việc cho viện tiêu chuẩn điện tử Trung Quốc, là một ủy ban nhân bản của JTC 1, cũng như trong lĩnh vực tiêu chuẩn hóa về sản xuất thông minh và trí tuệ nhân tạo.

Bản sao kỹ thuật số là một công nghệ tiềm năng quan trọng và hướng sức mạnh vào số hóa, đang định hình lại thế giới theo nhiều quy mô, như cho các tòa nhà, nhà máy, ô tô hoặc toàn bộ thành phố.

Khi bản sao kỹ thuật số được triển khai, có một số yêu cầu tiêu chuẩn hóa cho các khía cạnh của thuật ngữ, kiến trúc tham chiếu và khả năng tương tác ngữ nghĩa. Để bắt đầu, trong các tài liệu và báo cáo về bản sao kỹ thuật số, các bên liên quan, chẳng hạn như nhà phát triển, kỹ sư và người dùng, hãy đề cập đến công nghệ như biểu diễn kỹ thuật số, ánh xạ kỹ thuật số, CPS và vỏ quản trị. Thế giới kỹ thuật số, là một trong những thành phần thiết yếu của bản sao kỹ thuật số, còn được gọi là thế giới ảo, không gian ảo và không gian mạng. Đây là lý do tại sao thuật ngữ và định nghĩa luôn là tiêu chuẩn đầu tiên được phát triển cho các công nghệ mới, để mọi người đều ở trên cùng một trang.

Để mô tả ứng dụng hiện tại của bản sao kỹ thuật số trong sản xuất thông minh, thành phố thông minh hoặc năng lượng thông minh và cung cấp hiểu biết chung về cách thức bản sao kỹ thuật số hoạt động, một kiến trúc tham khảo chung là cần thiết.

Chúng ta cần phát triển một kiến trúc tham chiếu chung, bao gồm các thành phần, như dữ liệu được kết nối từ thế giới vật lý, các mô hình được lưu trữ trong thế giới kỹ thuật số, giao diện giao tiếp giữa thế giới kỹ thuật số và vật lý, dịch vụ, cũng như các quá trình đối ứng của chúng. Ngoài ra, dữ liệu là yếu tố quan trọng nhất để thực hiện tối ưu hóa hệ thống bằng cách sử dụng bản sao kỹ thuật số. Trong thực tế, vì dữ liệu thường được thu thập từ các nguồn khác nhau và không có cấu trúc, nên tính nhất quán của thế giới kỹ thuật số và vật lý là không dễ dàng để đảm bảo. Do đó, một tiêu chuẩn xác định khả năng tương tác ngữ nghĩa giữa thế giới kỹ thuật số và vật lý, là rất quan trọng để thực hiện các bản sao kỹ thuật số.”

Lĩnh vực trọng tâm chính là gì?

Bản sao kỹ thuật số đang được áp dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm sản xuất thông minh, thành phố thông minh, năng lượng thông minh, nông nghiệp thông minh, giao thông thông minh, tòa nhà thông minh, chăm sóc sức khỏe thông minh,… Sản xuất thông minh là một trong các lĩnh vực tích cực nhất trong các lĩnh vực này. Như được tóm tắt trong bài báo Sản xuất thông minh hướng tới bản sao kỹ thuật số: Kết nối, mô hình tham chiếu, ứng dụng và vấn đề nghiên cứu, của các tác giả Lu, Yuqian & Liu, Chao & Wang, Kevin & Huang, Huiyue & Xu, Xun, GE đã phát triển một kỹ thuật số nền tảng PREDIX có thể hiểu rõ hơn và dự đoán hiệu suất tài sản. SIEMENS sử dụng bản sao kỹ thuật số để bao quát các hoạt động thông minh trong toàn bộ quá trình thiết kế, sản xuất và vận hành sản phẩm. ABB nhấn mạnh các hiệu ứng bản sao kỹ thuật số trên việc kích hoạt các quyết định dựa trên dữ liệu. Microsoft đã đưa ra danh mục sản phẩm bản sao kỹ thuật số của mình, cung cấp nền tảng IoT phổ biến để mô hình hóa và phân tích các tương tác giữa con người, không gian và thiết bị. Các sáng kiến từ các nhà lãnh đạo công nghệ này đã thúc đẩy đáng kể ranh giới của bản sao kỹ thuật số cho các ứng dụng kỹ thuật.

Hà My