В отличие от традиционных цифровых двойников, которые в основном используются для мониторинга и анализа, исполняемые цифровые двойники представляют собой активные динамические модели, которые могут реагировать на входные данные, моделировать сценарии
и принимать решения автономно или с участием человека. Исполняемый цифровой двойник (или xDT). Проще говоря, xDT — это цифровой двойник на чипе. xDt использует данные (относительно) небольшого количества датчиков, встроенных в физический продукт, для моделирования в реальном времени с использованием моделей уменьшенного порядка. С помощью этого небольшого количества датчиков можно прогнозировать физическое состояние в любой точке объекта (даже в местах, где невозможно разместить датчики).
Моделирование и взаимодействие в реальном времени
xDt позволяют моделировать поведение и производительность физического объекта или системы в режиме реального времени. Они могут реагировать на входные данные, моделировать различные рабочие условия и динамически взаимодействовать с внешними системами или пользователями.
Автономность и принятие решений
xDt может принимать решения автономно на основе заранее определенных правил, алгоритмов или моделей машинного обучения. Они могут анализировать данные, прогнозировать результаты и принимать меры по оптимизации производительности или реагированию на меняющиеся условия.
Управление по замкнутому
контуру
xDt часто работает в системе управления с замкнутым контуром, где данные датчиков и исполнительных механизмов в реальном времени передаются обратно в виртуальную модель для регулировки параметров, оптимизации производительности и поддержания желаемых рабочих условий.
Предиктивный анализ и оптимизация
xDt использует предиктивную аналитику и методы оптимизации для прогнозирования будущего поведения, выявления потенциальных проблем или возможностей и рекомендации действий по повышению производительности или снижению рисков.
Интеграция с технологиями Интернета вещей и искусственного интеллекта
xDt использует датчики Интернета вещей (IoT), алгоритмы связи и искусственного интеллекта (ИИ) для сбора данных в реальном времени, анализа сложных закономерностей и принятия обоснованных решений. Они также могут включать модели машинного обучения для адаптивного поведения и постоянного совершенствования.
Динамическая адаптация и обучение
xDt способны извлекать уроки из опыта и адаптироваться к изменениям в окружающей среде или условиях эксплуатации с течением времени. Они могут постоянно обновлять свои модели, параметры и стратегии на основе новых данных и отзывов.
Исполняемые цифровые двойники находят применение в различных отраслях, включая производство, энергетику, транспорт, здравоохранение и умные города. Они обеспечивают профилактическое обслуживание, автономную работу, оптимизацию процессов и поддержку принятия решений в сложных системах, где мониторинг и контроль в реальном времени имеют решающее значение. В целом, исполняемые цифровые двойники представляют собой новую эволюцию технологии цифровых двойников, предлагая расширенные возможности моделирования в реальном времени, принятия решений и оптимизации физических активов и систем. Исполняемый цифровой двойник — это усовершенствованная форма цифрового двойника, которая не только представляет собой виртуальную копию физического объекта или системы, но и способна выполнять, моделировать виртуальную модель и взаимодействовать с ней в режиме реального времени.
Модели, основанные на физике
Исполняемый цифровой двойник, основанный на физике, основан на математических моделях, описывающих физическое поведение реплицируемой системы. Эти модели обычно основаны на фундаментальных принципах физики, таких как механика, термодинамика, гидродинамика, электромагнетизм и т. д. Решая уравнения, регулирующие эти физические явления, цифровой двойник может моделировать поведение реальной системы в виртуальной среде.
Моделирование физических процессов
Цифровой двойник моделирует физические процессы и взаимодействия в системе с использованием моделей, основанных на физике. Это позволяет прогнозировать поведение системы в различных условиях эксплуатации, входных данных и сценариях.
Моделирование в реальном времени
Исполняемый цифровой двойник на основе физических моделей может моделировать поведение физической системы в реальном или почти реальном времени. Это обеспечивает динамическое взаимодействие и принятие решений на основе текущего состояния системы и окружающей среды.
Управление по замкнутому
контуру
Исполняемые цифровые двойники на основе физики часто работают в системе управления с замкнутым контуром, где данные датчиков и исполнительных механизмов в реальном времени используются для настройки параметров моделирования и управления поведением виртуальной модели. Это позволяет цифровому двойнику поддерживать требуемые рабочие условия и оптимизировать производительность.
Валидация и верификация
Основанные на физике модели, используемые в исполняемых цифровых двойниках, должны быть валидированы и верифицированы для обеспечения их точности и надежности. Это включает сравнение результатов моделирования с реальными измерениями и экспериментальными данными, чтобы подтвердить, что цифровой двойник точно представляет физическую систему.
Хотя моделирование на основе физики обычно используется в исполняемых цифровых двойниках, важно отметить, что другие подходы к моделированию, такие как моделирование на основе данных, эмпирические модели или гибридные модели, сочетающие физику и методы, основанные на данных, также могут использоваться в зависимости от конкретных требований и ограничений приложения.
