مستقبل المؤسسات القادم.. ما هي التوائم الرقمية “الدجيتال توين”؟
الدجيتال توين هو تمثيل رقمي لشيء مادي أو شخص أو عملية، يتم وضعه في سياق نسخة رقمية من بيئته.
يمكن للتوائم الرقمية أن تساعد المؤسسة على محاكاة المواقف الحقيقية ونتائجها، مما يسمح لها في النهاية باتخاذ قرارات أفضل.
ماذا ستفعل لو كان لديك نسخة من نفسك؟ نسخة رقمية مطابقة لك في كل شيء، في رسم رقمي دقيق لمنزلك أو مكان عملك أو حيّك أو مدينتك؟
ما هي فوائد التوائم الرقمية؟
تحسين الأداء
تتيح لك المعلومات والرؤى في الوقت الفعلي التي توفرها التوائم الرقمية تحسين أداء معداتك أو مصنعك أو مرافقك. يمكن التعامل مع المشكلات فور حدوثها، مما يضمن عمل الأنظمة بأقصى طاقتها وتقليل وقت التوقف عن العمل.
القدرات التنبؤية
يمكن للتوائم الرقمية أن تقدم لك رؤية بصرية ورقمية كاملة لمصنع التصنيع أو المبنى التجاري أو المنشأة حتى لو كانت مكونة من آلاف القطع من المعدات. تراقب أجهزة الاستشعار الذكية ناتج كل مكون، وتسلط الضوء على المشكلات أو الأعطال أثناء حدوثها. يمكنك اتخاذ إجراء عند أول علامة على وجود مشاكل بدلاً من الانتظار حتى تتعطل المعدات تمامًا.
المراقبة عن بعد
الطبيعة الافتراضية للتوائم الرقمية تعني أنه يمكنك مراقبة المرافق والتحكم فيها عن بُعد. تعني المراقبة عن بعد أيضًا أن عددًا أقل من الأشخاص يجب أن يتحققوا من المعدات الصناعية الخطيرة المحتملة.
تسريع وقت الإنتاج
يمكنك تسريع وقت الإنتاج للمنتجات والمرافق قبل وجودها من خلال بناء نسخ رقمية. من خلال تشغيل السيناريوهات، يمكنك رؤية كيفية تفاعل منتجك أو منشأتك مع الأعطال وإجراء التغييرات اللازمة قبل الإنتاج الفعلي.
كيف يعمل التوأم الرقمي؟
يعمل التوأم الرقمي عن طريق تكرار أصل مادي رقميًا في البيئة الافتراضية، بما في ذلك وظائفه وميزاته وسلوكه. يتم إنشاء تمثيل رقمي في الوقت الفعلي للأصل باستخدام أجهزة استشعار ذكية تجمع البيانات من المنتج. يمكنك استخدام التمثيل عبر دورة حياة الأصل، من اختبار المنتج الأولي إلى التشغيل والإيقاف في العالم الحقيقي.
تستخدم التوائم الرقمية العديد من التقنيات لتوفير نموذج رقمي للأصل. وهي تشمل ما يلي.
إنترنت الأشياء
يشير إنترنت الأشياء إلى شبكة جماعية من الأجهزة المتصلة والتكنولوجيا التي تسهل الاتصال بين الأجهزة والسحابة وكذلك بين الأجهزة نفسها. بفضل ظهور رقائق الكمبيوتر غير المكلفة والاتصالات عالية النطاق الترددي، لدينا الآن مليارات الأجهزة المتصلة بالإنترنت. تعتمد التوائم الرقمية على بيانات مستشعر إنترنت الأشياء لنقل المعلومات من الكائن في العالم الحقيقي إلى الكائن في العالم الرقمي. يتم إدخال البيانات في منصة برمجية أو لوحة معلومات حيث يمكنك رؤية تحديث البيانات في الوقت الفعلي.
الذكاء الاصطناعي
الذكاء الاصطناعي (AI) هو مجال علوم الكمبيوتر المخصص لحل المشكلات المعرفية المرتبطة عادة بالذكاء البشري، مثل التعلم وحل المشكلات والتعرف على الأنماط.
التعلم الآلي (ML) هو تقنية ذكاء اصطناعي تعمل على تطوير نماذج وخوارزميات إحصائية بحيث تقوم أنظمة الكمبيوتر بأداء المهام دون تعليمات صريحة، والاعتماد على الأنماط والاستدلال بدلاً من ذلك. تستخدم تقنية التوأم الرقمي خوارزميات التعلم الآلي لمعالجة كميات كبيرة من بيانات المستشعر وتحديد أنماط البيانات. يوفر الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي (AI/ML) رؤى بيانات حول تحسين الأداء والصيانة ومخرجات الانبعاثات والكفاءات.
التوائم الرقمية مقارنة بالمحاكاة
التوائم الرقمية والمحاكاة عبارة عن محاكاة تعتمد على نموذج افتراضي، ولكن توجد بعض الاختلافات الرئيسية. تُستخدم المحاكاة عادةً للتصميم، وفي بعض الحالات، للتحسين دون اتصال بالإنترنت. يقوم المصممون بإدخال تغييرات على المحاكاة لمراقبة سيناريوهات ماذا لو. التوائم الرقمية، من ناحية أخرى، هي بيئات افتراضية معقدة يمكنك التفاعل معها وتحديثها في الوقت الفعلي. إنها أكبر حجمًا وتطبيقًا.
على سبيل المثال، ضع في اعتبارك محاكاة سيارة. يمكن للسائق الجديد الحصول على تجربة تدريب غامرة، وتعلم تشغيل أجزاء مختلفة من السيارة، ومواجهة سيناريوهات مختلفة في العالم الحقيقي أثناء القيادة الافتراضية.
ومع ذلك، لا ترتبط السيناريوهات بسيارة مادية فعلية. يتم ربط توأم رقمي للسيارة بالمركبة المادية ويعرف كل شيء عن السيارة الفعلية، مثل إحصائيات الأداء الحيوية، والأجزاء التي تم استبدالها في الماضي، والمشكلات المحتملة كما لاحظتها أجهزة الاستشعار، وسجلات الخدمة السابقة، والمزيد.
عالم الأعمال والشركات
تُعَد هذه الدرجة قيمة للغاية وقد تساعد التوائم الرقمية الناشئة في تحقيق ذلك.
ببساطة، التوأم الرقمي هو نسخة افتراضية من كائن مادي أو شخص أو عملية يمكن استخدامها لمحاكاة سلوكه لفهم أفضل لكيفية عمله في الحياة الواقعية. ترتبط التوائم الرقمية بمصادر بيانات حقيقية من البيئة، مما يعني أن التوأم يتم تحديثه في الوقت الفعلي ليعكس النسخة الأصلية.
كما تتألف التوائم الرقمية من طبقة من الرؤى والتصورات السلوكية المستمدة من البيانات.
وعندما تترابط التوائم الرقمية داخل نظام واحد، فإنها تشكل ما يُعرف باسم “ميتافيرس” المؤسسي: بيئة رقمية وغامرة غالبًا ما تكرر كل جانب من جوانب المؤسسة وتربط بينها لتحسين عمليات المحاكاة وتخطيط السيناريوهات واتخاذ القرار.
هناك عدة أنواع مختلفة من التوائم الرقمية. أولاً، هناك توأم المنتج، وهو تمثيل لمنتج. يمكن أن يشمل هذا التوأم الرقمي منتجات في مراحل مختلفة من دورة الحياة، من التصميم الهندسي الأولي وحتى الوظائف الكاملة – مما يعني أنك تحصل على بيانات حية في الوقت الفعلي عن المنتج كما لو كان في الخدمة.
أحد الأمثلة الرائعة للتوأم الرقمي: خرائط جوجل هي توأم رقمي لسطح الأرض. يربط البيانات في الوقت الفعلي عن حركة المرور للمساعدة في تحسين تنقلاتك.
القيمة التي يمكن أن تضيفها التوائم الرقمية
إن أحد المجالات التي يمكن للتوائم الرقمية أن تحقق فيها أكبر قدر من القيمة هو تقليل الوقت اللازم لطرح المنتج في السوق.
يمكن للتوائم الرقمية أن تسمح بتكرارات سريعة وتحسينات لتصميمات المنتجات – أسرع بكثير من اختبار كل نموذج أولي فعليًا. علاوة على ذلك، يمكن للتوائم الرقمية أن تؤدي إلى تحسينات كبيرة في جودة المنتج. من خلال محاكاة المنتج طوال عملية التصنيع، من الممكن تحديد العيوب في التصميم في وقت أبكر بكثير. (“الشركات التي تستغل هذا أولاً”، كما يقول ويل روبر، كبير مستشاري ماكينزي، في إشارة إلى التوائم الرقمية للتصنيع، “ستهز الأسواق التي تعمل فيها حقًا”). وأخيرًا، من خلال عكس المنتج في الخدمة، من الممكن إنشاء مصدر واحد للحقيقة حول كيفية عمل التصميم، مما يسمح بالتعديل أو إعادة التصميم في الوقت الفعلي.
لقد شهدت ماكينزي منظمات تنشر زيادات في الإيرادات تصل إلى 10% من خلال تطوير التوائم الرقمية لعملائها، مما يسمح لهؤلاء العملاء بالتفاعل الكامل والانغماس في منتج الشركة.
على سبيل المثال، قامت شركة دايملر بتطوير توأم للعملاء يسمح للعملاء بـ “اختبار قيادة” السيارة دون الجلوس خلف عجلة القيادة على الإطلاق.
كيف يمكن للمؤسسة أن تبدأ في بناء توأمها الرقمي الأول؟
العنصر الأساسي الذي تحتاج إليه أي منظمة لتنفيذ التوائم الرقمية هو النضج الرقمي. وهذا يعني في الأساس البيانات: البنية الأساسية للبيانات عالية الجودة التي توفر بيانات موثوقة من كل من بيئات الاختبار والواقعية، فضلاً عن المواهب اللازمة لبناء هذه البنية الأساسية وصيانتها.
ولكن هذا لا يعني بالضرورة أن المنظمات تحتاج إلى بيئة معقدة أو ديناميكية للاستفادة من التوأم الرقمي. تشهد بعض الشركات نجاحًا في توأمة منتجات بسيطة للحصول على تعليقات العملاء في الوقت الفعلي. بعد ذلك، بمجرد إنشاء حالة الاستخدام الأولية، يمكن للمنظمات إضافة طبقات أكثر من المعلومات والتعليقات في الوقت الفعلي لتحسين التوأم بشكل أكبر.
إن بناء التوأم الرقمي وتوسيع نطاقه يتطلب اتباع نهج من ثلاث خطوات:
إنشاء مخطط تفصيلي
يجب أن يحدد المخطط التفصيلي أنواع التوائم التي ستسعى المنظمة إلى الحصول عليها، وترتيب بنائها لتعظيم القيمة وإعادة الاستخدام، والطريقة التي ستتطور بها قدراتها، وهياكل الملكية والحوكمة الخاصة بها.
بناء التوأم الرقمي الأساسي
يقوم فريق المشروع ببناء التوأم الرقمي الأساسي على مدى الأشهر الثلاثة إلى الستة المقبلة. تبدأ هذه المرحلة بتجميع منتج البيانات الأساسي، مما يتيح تطوير التصورات ويسمح لمحترفي علوم البيانات ببناء حالة استخدام أولية واحدة أو اثنتين.
تعزيز القدرات
بمجرد تشغيل التوأم الرقمي، يمكن للمؤسسة توسيع قدراتها من خلال إضافة المزيد من طبقات البيانات والتحليلات لدعم حالات الاستخدام الجديدة. في هذه المرحلة، تعمل المؤسسات بشكل متكرر على تطوير توأمها من مجرد تمثيل الأصول أو الأشخاص أو العمليات إلى توفير عمليات المحاكاة والوصفات من خلال استخدام الذكاء الاصطناعي وتقنيات النمذجة المتقدمة.
كيف تبدو الرحلة من التوأم الرقمي إلى عالم المؤسسات؟
يمكن للشركات أن تبدأ رحلتها إلى عالم الشركات الافتراضي بتوأم رقمي واحد، مصمم على غرار منتج بيانات واحد.
يقدم منتج البيانات مجموعة بيانات عالية الجودة وجاهزة للاستخدام يمكن للأشخاص في جميع أنحاء المؤسسة الوصول إليها وتطبيقها بسهولة.
يجب أن يكون مصدرًا واحدًا للحقيقة قابلاً لإعادة الاستخدام، ومُحسَّنًا بمرور الوقت، ويمكن أن يكون بمثابة أساس لحالات الاستخدام المستقبلية.
في النهاية، يمكن أن يتطور التوأم الرقمي الأول بناءً على الدروس المستفادة من البيانات السلوكية، مما يوفر في النهاية قدرات تنبؤية قوية بشكل متزايد.
ومن هناك، يمكن للمؤسسة إنشاء توائم رقمية متعددة مترابطة لمحاكاة العلاقات المعقدة بين الكيانات المختلفة. يمكن أن يؤدي هذا إلى توليد رؤى سلوكية أكثر ثراءً لحالات استخدام أكثر تعقيدًا – وقيمة أكبر.
على سبيل المثال، قد تربط المؤسسة توأمًا رقميًا لعملائها بمتاجر التجزئة والمخزون والمبيعات وتدفقات عمليات العملاء. من خلال القيام بذلك، يمكن للمنظمة تنفيذ ما يلي:
محاكاة التأثير الشامل لتغيرات الأعمال والسوق على متاجر التجزئة
إنشاء تجربة متعددة القنوات حقيقية توفر رحلات توقف واستئناف سلسة للعملاء عبر القنوات
تحسين تخطيطات المتاجر من خلال الاستجابة للتحولات في تفضيلات العملاء
تقييم نماذج التعويضات والتوظيف المختلفة حسب المبيعات وأداء الموظفين وخصائص المتاجر المحلية
أخيرًا، يمكن للمنظمة التي لديها شبكة توأم رقمية صحية أن تضيف تقنيات إضافية مطلوبة لإنشاء عالم افتراضي مؤسسي. يمكن لبائع التجزئة، على سبيل المثال، ربط التوأم الرقمي لمتجر التجزئة الخاص به بالتوائم الرقمية لمستودعاته وسلسلة التوريد ومركز الاتصال والمزيد حتى يتم تكرار كل جزء من المنظمة.
كيف تستخدم بعض الشركات التوائم الرقمية بالفعل؟
إن الاهتمام بالتوائم الرقمية، إلى جانب التقنيات الداعمة المتقدمة بسرعة، يحفز تقديرات السوق لاستثمارات التوائم الرقمية التي تتجاوز 48 مليار دولار بحلول عام 2026.
ونحن نشهد بالفعل بعض التطبيقات المتقدمة مثل:
فريق طيران الإمارات نيوزيلندا. يتيح التوأم الرقمي لبيئات الإبحار والقوارب وأعضاء الطاقم لفريق طيران الإمارات نيوزيلندا اختبار تصميمات القوارب دون بنائها فعليًا. وقد سمح هذا لفريق الإبحار البطل بتقييم الآلاف – وليس المئات فقط – من تصميمات الأجنحة المائية.
أنهاوزر بوش إنبيف. يتيح التوأم الرقمي للتخمير وسلسلة التوريد لمصنعي البيرة ضبط المدخلات بناءً على الظروف النشطة ويمكنه التعويض تلقائيًا عن الاختناقات الإنتاجية (على سبيل المثال، عندما تكون الأحواض ممتلئة).
ملعب SoFi. للمساعدة في تحسين إدارة الاستاد وعملياته، يجمع التوأم الرقمي مصادر بيانات متعددة بما في ذلك المعلومات حول هيكل الاستاد وبيانات كرة القدم في الوقت الفعلي.
قوة الفضاء. هذا الفرع من القوات المسلحة الأمريكية ينشئ توأمًا رقميًا للفضاء، بما في ذلك نسخ طبق الأصل من الأجسام الفضائية والأقمار الصناعية.
سبيس إكس. يتيح التوأم الرقمي لمركبة كبسولة دراغون التابعة لشركة سبيس إكس للمشغلين مراقبة وضبط المسارات والأحمال وأنظمة الدفع بهدف تعظيم السلامة والموثوقية أثناء النقل.
التوأم الرقمي هو مجموعة من النماذج التكيفية التي تحاكي سلوك النظام المادي في نظام افتراضي يحصل على بيانات في الوقت الفعلي لتحديث نفسه ويمكن استخدامه وادخاله في جميع المجالات.
