Использование цифровых двойников и дополненной реальности в бизнесе способствует снижению издержек на производстве на 20%, и росту производительности оборудования на 18%. Как внедряется эта технология в России?
Тема цифровых двойников станет одной из ключевых на IV Международном научном форуме “Шаг в будущее: искусственный интеллект и цифровая экономика”, который состоится в Москве 26-27 ноября на площадке Цифрового делового пространства. Со специальным докладом на пленарной сессии выступит один из ведущих мировых экспертов в данной области – профессор Университета им. П.И. Шафарика в Кошице (Словакия) Ян Буша. Обсуждение использования цифровых двойников в промышленности и в частности на предприятиях ТЭК продолжится на тематическом круглом столе 27 ноября в 14 часов с участием заведующего кафедрой экономики и управления в топливно-энергетическом комплексе ГУУ В.Я.Афанасьева, генерального директора НИИ ГазЭкономика Н.А.Кисленко и других экспертов.
Почему эта технология так важна для России и что мешает ее активному применению? Попробуем разобраться.
Что такое цифровые двойники и аватары. Цифровой двойник (англ. Digital Twin) — цифровая копия физического объекта или процесса, помогающая оптимизировать эффективность бизнеса. Концепция «цифрового двойника» является частью четвертой промышленной революции и призвана помочь предприятиям быстрее обнаруживать физические проблемы, точнее предсказывать их результаты и производить более качественные продукты.
Под понятием «интеллектуальные аватары» понимают технологии дополненной реальности (AR), которые облегчают процессы анализа и контроля основных бизнес-процессов, а также представление производственных бизнес-процессов для различных целей, в том числе и для демонстрации потенциальным инвесторам
Ориентировочной датой появления этих технологий можно считать 2015 год, причиной – активизацию применения цифровых решений в реальном секторе экономики.
Что могут. Ключевыми свойствами цифровых двойников являются:
1. Прозрачность и контроль. Модели физических процессов в основе Цифрового двойника дают полную картину происходящего в оборудовании – прогнозы и рекомендации сопровождаются визуализацией технологических процессов и показаниями виртуальных датчиков.
2. Масштабируемость. Цифровой двойник можно тиражировать на новые производственные объекты, в том числе самостоятельно без привлечения внешних консультантов. Для этого Фабрика цифровой трансформации проводит серию тренингов
3. Индивидуальность. Каждому экземпляру оборудования соответствует собственный цифровой двойник, учитывающий его индивидуальные особенности.
4. Длительный срок службы. Цифровой двойник сохраняет свою достоверность и эффективность в течение всего цикла эксплуатации установки. Изменения характеристик установки вследствие естественного износа, ремонтов и замены компонентов учитывается
5. Быстрый старт и простота эксплуатации. Цифровой двойник не требует длительного обучения и сбора статистики благодаря точным моделям физических процессов. Информацию о неисправностях и рекомендации цифровой двойник предоставляет пользователю как посредством Web-интерфейсов, так и в режиме дополненной реальности, позволяя иметь информацию в максимально наглядной и интуитивно понятной форме.
6. Кроссплатформенность. Цифровой двойник использует лучшие в классе коммерческие платформы IoT, комплексы моделирования и аналитики, рекомендуемые крупнейшими промышленными компаниями, но также может использовать локальные и собственные разработки. Их выбор не ограничен благодаря кроссплатформенному программному ядру Цифрового двойника, разработанному и апробированному компанией ФЦТ.
7. Безопасность. Информационная безопасность лежит в основе нашего решения, обеспечивая защиту данных на всех этапах работы Цифрового двойника. HTTPS- аутентификация, шифрование WSS, журналирование, многоступенчатое резервное копирование, практики защиты от уязвимостей MS SDL, Cigital, OWASP – это неполный перечень технологий, обеспечивающий безопасность системы.
Анализ данных оборудования может производиться на защищенных локальных ресурсах заказчика и не требует подключения к «облакам» либо сети Интернет.
Основными возможностями цифровых двойников следует признать расширение возможностей по анализу эффективности бизнес-процессов, создание механизмов выявления и управления потенциальными рисками и угрозами функционирования технологических процессов, а также механизмов, повышающих взаимодействие владельца организации и менеджеров в системах выявления, анализа, оценки и управления бизнес-процессами организации
Где применяются в России. Наиболее активно цифровые двойники в РФ применяются в нефтегазовой и нефтехимической промышленности. Не менее активно – в самолетостроении, двигателестроении и сфере транспорта.
Затраты и результат. Объем вложений в проекты создания цифровых двойников имеет значительную дифференциацию в зависимости от отрасли. Однако в среднем объем таких инвестиций может быть оценен примерно в размере 1 млрд. рублей, при этом ежегодная поддержка функционирования такого проекта обойдется еще примерно в 150-200 млн. рублей.
Что касается результатов, то по данным компании Gartner, применение цифровых двойников в нефтегазовой, нефтехимической отраслях позволяет снизить уровень капитальных затрат от 5 до 20%. А по данным сайта DigitalTwin.ru, внедрение цифровых двойников в целом в промышленности дает повышение на 8% энергоэффективности производства, на 15% сокращение простоев оборудования, на 18% рост производительности оборудования, 30% роста тепловой эффективности, 15% оптимизацию технологического процесса и энергопотребления поточно-транспортных систем.
В каких случаях не «работают». Очевидно, что цифровые двойники — это наиболее эффективный и современный механизм управления производственными бизнес-процессами. Возможные случаи, когда они не «работают» и не окупаются могут быть связаны с использованием некачественных программных и технологических решений и желанием собственников и менеджеров предприятий сэкономить при внедрении цифровых технологий.
Почему «буксует» распространение в России. Основной проблемой внедрения цифровых двойников в нашей стране остается высокая их стоимость. Сегодня очевидно, что только государство как собственник крупных производственных комплексов может себе позволить разрабатывать проекты внедрения этой технологии. Однако прогресс не стоит на месте и по мере развития данных технологий, и расширения спектра их применения стоит ожидать снижения стоимости их внедрения и поддержки. Но в современных условиях для этого потребуются значительные усилия со стороны государства преимущественно в форме прямого субсидирования или применения форм государственно-частного партнерства в реализации таких проектов.
Когда догоним Запад? Отставание России в цифровизации промышленности имеется, но оно пока не критическое, так как стоимость внедрения цифровых технологий и в развитых странах значительна, что обусловливает лишь единичные примеры внедрения этих технологий западными промышленными гигантами. Но очевидно, что, обладая значительным промышленным потенциалом, особенно в области военно-промышленного комплекса Россия имеет шанс это отставание покрыть и даже выйти вперед по определенным аспектам. Остается лишь этим шансом воспользоваться, условия для внедрения цифровых технологий государством создаются все активнее.
И назад пути уже нет. В современных условиях именно внедрение цифровых двойников и иных цифровых технологий является ключевым условием обеспечения реализации имеющегося промышленного потенциала нашей страны.