Цифровой двойник — это виртуальная копия реального физического объекта, системы или процесса.
Он может быть достаточно детальным, точно повторять оригинал и содержать комплексные данные о нем: точные размеры и формы, физические параметры, информацию о текущем состоянии и историю изменений. Количество “слоев” информации зависит от функционального назначения создаваемой цифровой модели.
Цифровой двойник обычно используется для:
Примером использования различных типов данных об одном и том же объекте может служить цифровая модель жилого дома: для государственной экспертизы проекта важна BIM-модель, включающая информацию о конструктивных элементах и инженерных системах, инвесторам и будущим жителям интересна архитектурная визуализация с фокусом на качество отображения интерьера и экстерьера, которая может быть показана на ТВ-экранах или в VR-очках, для управляющей компании ценность составляет модель, отражающая в реальном времени такие параметры как состояние систем водо- , электро- и теплоснабжения, динамику потребления ресурсов, исправность лифтов, вентиляции и системы пожарной защиты жилого дома.
Цифровые двойники можно использовать для обучения сотрудников различным видам работ, в том числе связанным с опасностью для жизни людей и сохранностью дорогостоящего оборудования. Также это необходимо, когда существует потребность провести обучение удаленно.
Обучение на цифровых двойниках доступно при использовании обычных телеэкранов, а также в виртуальной и дополненной реальности. В случае виртуальной реальности обучение проходит в VR-очках, с воссозданием цифровой копии рабочего места, оборудования, инструментов и процессов (виртуальной среды). Реалистичные условия достигаются звуковыми и визуальными эффектами, а контроллеры с обратной связью помогают ощутить физическое взаимодействие с виртуальной реальностью.
Для обучения и выполнения текущих операций в дополненной реальности используют AR-очки. Человек видит в них реальный мир, дополненный цифровыми объектами и контекстной информацией: подробной инструкцией, схемой детали, которую можно заменить в оборудовании, или окном видеоконференции с удаленным специалистом.
При создании цифрового двойника производства используют чертежи помещений и оборудования, фото- и видеоматериалы, а также трехмерное лазерное сканирование и фотограмметрия. В результате получается 3D-модель, которая затем наделяется заданной логикой производственных процессов . А так как почти ни одно производство не обходится без присутствия работников, для них также создаются цифровые двойники при помощи технологии захвата движения — motion capture.
Для создания цифровых двойников автомобилей широко распространено 3D-сканирование. На отражающие и прозрачные поверхности автомобиля наносят очень тонкий слой белого спрея, что позволяет избежать рассеивание лазерных лучей 3D-сканера. Также на кузове автомобиля с интервалом в 10-12 см размещаются специальные светоотражающие стикеры, которые помогают сформировать эталонную модель для сканирования. Данные со сканера преобразуются в 3D-модель, которая затем дорабатывается в зависимости от задачи моделирования. Данная 3D-модель несет в себе лишь информацию о геометрии кузова автомобиля, для создания полноценного цифрового двойника также требуется интегрировать данные о салоне, двигателе, подвеске, трансмиссии, электронных системах автомобиля и так далее.
Приложение «Виртуальный завод 2.0», разработанное компанией Номикс, предоставляет возможность пользователю пройти все этапы реальной инспекции фармацевтического завода твердых форм, начиная от прибытия на территорию предприятия и встречи с сотрудниками, заканчивая полным осмотром производственных и складских помещений, оборудования и процесса производства твердых лекарственных форм.
На каждом этапе виртуальный сотрудник объясняет суть инспектируемого процесса, указывает на его место в контексте общей технологической цепочки, разъясняет нюансы работы сотрудников предприятия.
«Виртуальный завод 2.0» может использоваться для обучения новых сотрудников и студентов профильных вузов, а также для поддержания навыков опытных инспекторов на высоком уровне.