التوأم الرقمي – التوأم الرقمي: التصور ثلاثي الأبعاد وإدارة سلسلة التوريد الرقمية

يتم تعريف الخيط الرقمي بأنه "استخدام الأدوات والتمثيلات الرقمية للتصميم والتقييم وإدارة دورة الحياة".

تم استخدام مصطلح "الخيط الرقمي" لأول مرة في تقرير فريق عمل الرؤية العالمية للعلوم والتكنولوجيا التابع للقوات الجوية الأمريكية "آفاق عالمية 2013".

تم تنقيح مصطلح الخيط الرقمي من قبل سينغ وويلكوكس في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في عام 2018 في ورقتهم البحثية بعنوان الهندسة مع الخيط الرقمي. في هذه الورقة الأكاديمية، يتم تعريف مصطلح "الخيط الرقمي" على أنه "بنية تعتمد على البيانات تربط المعلومات من دورة حياة المنتج بأكملها ويقصد بها أن تكون منصة البيانات والاتصالات الأساسية أو الموثوقة لمنتجات الشركة في أي وقت."

بمعنى أضيق، يُستخدم الخيط الرقمي أيضًا للإشارة إلى أدنى مستوى من التصميم والمواصفات للتمثيل الرقمي لعنصر مادي. يعد الخيط الرقمي قدرة بالغة الأهمية في هندسة الأنظمة القائمة على النماذج (MBSE) والأساس للتوأم الرقمي.

يستخدم مصطلح الخيط الرقمي أيضًا لوصف إمكانية تتبع التوأم الرقمي للمتطلبات والأجزاء وأنظمة التحكم التي تشكل الكائن المادي.

المصنع الذكي – استخدام المفاهيم ذات الصلة بالشركة في ألمانيا – الصورة: Xpert.Digital

يوضح الرسم البياني نتائج استطلاع تم إجراؤه عام 2017 بين المديرين الإداريين للشركات الصناعية الألمانية حول التقنيات المستخدمة في المصانع الذكية اليوم وفي المستقبل. قال 23 بالمائة ممن شملهم الاستطلاع أنهم يستخدمون حاليًا التوأم الرقمي للمنتج في مصنعهم الذكي. وقال 43% إنهم يخططون لاستخدام التوأم الرقمي للمنتجات في المستقبل.

وينطبق هذا أيضًا على الخدمات اللوجستية الداخلية المستقلة: ذكر 17٪ أنهم يستخدمون هذا حاليًا (2017). ويخطط 35% لتنفيذ ذلك بحلول عام 2022.

الاستخدام خلال خمس سنوات (2022)

• تحسين الموارد المدعمة بالبيانات – 77%
• التخطيط المتكامل – 61%
• عملية تعتمد على البيانات الضخمة وتحسين الجودة - 65%
• أنظمة الإنتاج المعيارية / أصول الإنتاج المعيارية – 36%
• مصنع متصل بالشبكة / مصنع متصل – 60%
• الصيانة التنبؤية – 66%
• تصور العملية / التشغيل الآلي / تصور العملية / التشغيل الآلي - 62٪
• التوأم الرقمي للمنتج / التوأم الرقمي للمنتج – 43%
• التوأم الرقمي للمصنع / التوأم الرقمي للمصنع – 44%
• التوأم الرقمي لمصنع الإنتاج / التوأم الرقمي لأصول الإنتاج – 39%
• طرق إنتاج مرنة / طرق إنتاج مرنة – 34%
• الخدمات اللوجستية المستقلة داخل المصنع / الخدمات اللوجستية المستقلة داخل المصنع – 35%
• نقل معايير الإنتاج – 32%
• مصنع رقمي مستقل بالكامل – 11%

الاستخدام اليوم (2017)

• تحسين الموارد المدعمة بالبيانات – 52%
• التخطيط المتكامل – 32%
• عملية تعتمد على البيانات الكبيرة وتحسين الجودة - 30%
• أنظمة الإنتاج المعيارية / أصول الإنتاج المعيارية – 29%
• مصنع متصل بالشبكة / مصنع متصل – 29%
• الصيانة التنبؤية – 28%
• تصور العملية / التشغيل الآلي / تصور العملية / التشغيل الآلي - 28٪
• التوأم الرقمي للمنتج / التوأم الرقمي للمنتج – 23%
• التوأم الرقمي للمصنع / التوأم الرقمي للمصنع – 19%
• التوأم الرقمي لمصنع الإنتاج / التوأم الرقمي لأصول الإنتاج – 18%
• طرق إنتاج مرنة / طرق إنتاج مرنة – 18%
• الخدمات اللوجستية المستقلة داخل المصنع / الخدمات اللوجستية المستقلة داخل المصنع – 17%
• نقل معلمات الإنتاج – 16%
• مصنع رقمي مستقل بالكامل – 5%

وأجريت مقابلات مع المديرين الإداريين للشركات الصناعية الألمانية. تم طرح هذا السؤال في الاستطلاع على النحو التالي: "ما مدى ملاءمة المفاهيم التالية لشركتك؟" ولم يقدم المصدر أي معلومات حول نوع الاستطلاع أو النقاط التي تتجاوز 100 بالمئة.

ومن الأمثلة على كيفية استخدام التوائم الرقمية لتحسين الآلات هو صيانة معدات توليد الطاقة مثل التوربينات والمحركات النفاثة والقاطرات.

مثال آخر على التوائم الرقمية هو استخدام النماذج ثلاثية الأبعاد لإنشاء مرافقة رقمية للأشياء المادية. وهذا يسمح بعرض حالة الكائن المادي الفعلي، مما يوفر طريقة لعرض الأشياء المادية في العالم الرقمي. على سبيل المثال، عندما تقوم المستشعرات بجمع البيانات من جهاز متصل، يمكن استخدام بيانات المستشعر لتحديث نسخة من حالة الجهاز في الوقت الفعلي باعتبارها "التوأم الرقمي". يستخدم مصطلح "ظل الجهاز" أيضًا لمفهوم التوأم الرقمي. يهدف التوأم الرقمي إلى أن يكون نسخة حديثة ودقيقة من خصائص الجسم المادي وحالاته، بما في ذلك الشكل والموضع والإيماءات والحالة والحركة.

يمكن أيضًا استخدام التوأم الرقمي للمراقبة والتشخيص والتنبؤ لتحسين أداء الأصول واستخدامها. في هذا المجال، يمكن دمج البيانات الحسية مع البيانات التاريخية والخبرة البشرية وتعلم الأسطول والمحاكاة لتحسين نتائج التنبؤات. لذلك، يمكن لمنصات التنبؤ المعقدة والصيانة الذكية الاستفادة من التوائم الرقمية للعثور على السبب الجذري للمشاكل وتحسين الإنتاجية.

كما تم اقتراح التوائم الرقمية للمركبات ذاتية القيادة وأجهزة الاستشعار الخاصة بها المدمجة في محاكاة حركة المرور والبيئة كوسيلة للتغلب على التحديات الكبيرة في تطوير واختبار والتحقق من صحة التطبيقات في صناعة السيارات، لا سيما عندما تعتمد الخوارزميات المقابلة على أساليب تعتمد على الذكاء الاصطناعي. الذكاء، الأمر الذي يتطلب تدريبًا مكثفًا ومجموعات بيانات التحقق من الصحة.

يتم جعل كائنات التصنيع المادية افتراضية ويتم تمثيلها كنماذج رقمية مزدوجة (صور رمزية) تتسم بالسلاسة والمتكاملة بإحكام في كل من الفضاء المادي والفضاء الإلكتروني. تتفاعل الأشياء المادية والنماذج التوأم بطريقة مفيدة للطرفين.

الديناميات على مستوى الصناعة

يعمل التوأم الرقمي على تغيير إدارة دورة حياة المنتج بأكملها (PLM)، من التصميم إلى التصنيع إلى الخدمة والعمليات. في الوقت الحاضر، تستغرق إدارة دورة حياة المنتج (PLM) وقتًا طويلاً للغاية من حيث الكفاءة والتصنيع والذكاء ومراحل الخدمة والاستدامة في تصميم المنتج. يمكن للتوأم الرقمي أن يجمع بين المساحة المادية والافتراضية للمنتج. يمكّن التوأم الرقمي الشركات من إنشاء بصمة رقمية لجميع منتجاتها، بدءًا من التصميم وحتى التطوير وطوال دورة حياة المنتج. وبشكل عام، تتأثر الصناعات التي تعمل في مجال التصنيع بشدة بالتوائم الرقمية. في عملية التصنيع، يعد التوأم الرقمي نسخة طبق الأصل افتراضية من العمليات في الوقت الحقيقي في المصنع. يتم وضع الآلاف من أجهزة الاستشعار طوال عملية التصنيع المادية، وكلها تجمع البيانات من أبعاد مختلفة، مثل: ب. الظروف البيئية والخصائص السلوكية للآلة والأعمال المنجزة. يتم نقل كل هذه البيانات وجمعها بشكل مستمر بواسطة التوأم الرقمي. وبفضل إنترنت الأشياء، أصبحت التوأمة الرقمية ميسورة التكلفة ويمكن أن تحدد مستقبل التصنيع. تكمن الميزة التي يتمتع بها المهندسون في الاستخدام الحقيقي للمنتجات التي تم تصميمها افتراضيًا بواسطة التوأم الرقمي. أصبحت الأساليب المتقدمة لصيانة وإدارة المنتجات والأصول في متناول اليد من خلال التوأم الرقمي "للشيء" الحقيقي الذي يتمتع بإمكانيات في الوقت الفعلي.

توفر التوائم الرقمية إمكانات تجارية كبيرة لأنها تتنبأ بالمستقبل بدلاً من تحليل ماضي عملية التصنيع . إن تمثيل الواقع الذي تم إنشاؤه بواسطة التوائم الرقمية يسمح للمصنعين بالتطور نحو الممارسات التجارية السابقة. يعتمد مستقبل التصنيع على الجوانب الستة التالية:

• قابلية التوسع،
• نمطية,
• المرونة
• استقلال،
• الاتصال
• والتوأم الرقمي.

ومع تزايد الرقمنة في المراحل الفردية لعملية التصنيع، أصبحت الفرص متاحة لتحقيق إنتاجية أعلى. يبدأ هذا بالنمطية ويؤدي إلى فعالية أكبر في نظام الإنتاج. بالإضافة إلى ذلك، تسمح الاستقلالية لنظام الإنتاج بالاستجابة بكفاءة وذكاء للأحداث غير المتوقعة. وأخيرا، يسمح الاتصال، مثل إنترنت الأشياء، بإغلاق حلقة الرقمنة من خلال السماح بتحسين الدورة التالية من تصميم المنتج والترويج له لتحقيق أداء أفضل. يمكن أن يؤدي هذا إلى زيادة رضا العملاء وولائهم عندما تتمكن المنتجات من اكتشاف المشكلة قبل أن تفشل فعليًا. ومع استمرار انخفاض تكاليف التخزين ومعالجة البيانات، تتوسع أيضًا الاستخدامات المحتملة للتوائم الرقمية.

التوأم الرقمي مهم بشكل خاص للصناعة. إن وجودها واستخدامها في عمليات خلق القيمة الصناعية يمكن أن يكون ميزة تنافسية حاسمة للشركات. وكان هذا صحيحاً بشكل خاص منذ بداية عام 2010، حيث أتاحت إنترنت الأشياء إنتاج جميع أنواع المنتجات التي يتم التحكم فيها رقمياً والمتصلة بالشبكات مع خدمات متكاملة.

وفي الصناعة، هناك توائم رقمية للمنتجات وأنظمة الإنتاج والعمليات والخدمات، على سبيل المثال. ويمكن أن توجد أيضًا قبل التوأم الحقيقي، على سبيل المثال كنماذج تصميم للمنتجات المستقبلية. ويمكن استخدامها لتحليل وتقييم البيانات من خلال استخدام التوائم الحقيقية. لديهم مجموعة واسعة من الأغراض والوظائف.

وتنشأ قيمتها الخاصة للصناعة من توفير النماذج الأولية المادية وإمكانية محاكاة سلوك ووظيفة وجودة التوأم الحقيقي في كل جانب ذي صلة. يمكن استخدام هذه القيمة لجميع أجزاء عملية إنشاء القيمة على مدار دورة حياة المنتجات والأنظمة والخدمات بأكملها.

يتخذ التوأم الرقمي أشكالًا متنوعة. على سبيل المثال، يمكن أن يعتمد على نموذج سلوكي لتطوير النظام، أو نموذج ثلاثي الأبعاد أو نموذج وظيفي يصور الخصائص الميكانيكية والإلكترونية وغيرها وخصائص الأداء للتوأم الحقيقي بشكل واقعي وشامل قدر الإمكان في سياق النموذج- التصميم القائم.

يمكن ربط التوائم الرقمية المختلفة ببعضها البعض وتسمح أيضًا بالتواصل والتفاعل بشكل مكثف مع التوائم الحقيقية. ويشار إلى هذا أيضًا باسم الخيط الرقمي، الذي يمر عبر دورة حياة المنتج بأكملها ويمكن أن يتضمن معلومات أخرى ذات صلة بالمنتج. تتمتع الشركة بأكبر فائدة من هذا الخيط الرقمي المتسق، والذي يسمح بالتحسين عبر مختلف عمليات إنشاء القيمة واستغلال مجموعة واسعة من نماذج الأعمال الرقمية للمنتجات أو الخدمات المقدمة.

تكنولوجيا الإنتاج هي مجرد واحدة من العديد من مجالات التطبيق الصناعية. تقوم أنظمة التوائم الرقمية برسم خرائط عبر دورة حياتها بأكملها (التصميم والإنشاء والتشغيل وإعادة التدوير). وحتى أثناء التخطيط، يمكن للمهندسين استخدام نماذج المحاكاة لتحسين العمليات. بمجرد تشغيل النظام، يمكن استخدام نفس نماذج المحاكاة لتحسين العمليات بشكل أكبر وتحويل الإنتاج.

وفي مجال النقل والتخزين، تعمل شركات الخدمات اللوجستية العالمية مثل DHL وUPS باستمرار على تطوير تطبيقات جديدة للتوأم الرقمي مثل التتبع والتتبع أو التحكم الذكي في المستودعات ومرافق الموانئ بأكملها. يقوم مصنعو البرامج مثل SAP أو Oracle بتوسيع أنظمة تخطيط موارد المؤسسات (ERP) الخاصة بهم وتقديم حلول جديدة لتكنولوجيا المعلومات مثل سلاسل التوريد الرقمية لإدارة سلسلة التوريد.

يتم استخدام مفهوم التوأم الرقمي بشكل متزايد في مراقبة الإنتاج والخدمات اللوجستية والمشتريات. وهذا يعني أن هذا المفهوم يمكن أن يرتبط بشكل وثيق بأساليب ووسائل تكنولوجيا التحكم وهندسة التنظيم.

أصبحت التوائم الرقمية الجغرافية شائعة في ممارسة التخطيط الحضري بسبب الاهتمام المتزايد بالتكنولوجيا الرقمية في حركة المدن الذكية. غالبًا ما يتم اقتراح هذه التوائم الرقمية في شكل منصات تفاعلية لالتقاط وعرض البيانات المكانية ثلاثية الأبعاد ورباعية الأبعاد في الوقت الفعلي لنمذجة البيئات الحضرية (المدن) والبيانات التي تحتوي عليها.

تُستخدم تقنيات التصور مثل أنظمة الواقع المعزز (AR) كأدوات تعاونية للتصميم والتخطيط في البيئة المبنية ولدمج خلاصات البيانات من أجهزة الاستشعار المدمجة في المدن وخدمات واجهة برمجة التطبيقات (API) لتشكيل توائم رقمية. على سبيل المثال، يسمح الواقع المعزز بعرض خرائط الواقع المعزز والمباني والبيانات على أجهزة الكمبيوتر اللوحية للعرض التعاوني من قبل المتخصصين في صناعة البناء والتشييد.

في صناعة البناء والتشييد، أصبحت أنشطة التخطيط والتصميم والبناء والتشغيل والصيانة رقمية بشكل متزايد - بما في ذلك من خلال إدخال عمليات BIM (نمذجة معلومات البناء) - ويُنظر إلى التوائم الرقمية للمباني على أنها امتداد منطقي - سواء على مستوى المباني الفردية وكذلك على المستوى الوطني. في المملكة المتحدة، على سبيل المثال، نشر مركز بريطانيا الرقمية المبنية مبادئ جيميني في نوفمبر/تشرين الثاني 2018، والتي تحدد مبادئ تطوير "التوأم الرقمي الوطني".

تم تحقيق أحد أقدم الأمثلة على "التوأم الرقمي" العامل في عام 1996 أثناء إنشاء مرافق Heathrow Express في المبنى رقم 1 بمطار هيثرو. قام المستشار موت ماكدونالد ورائد BIM جوناثان إنجرام بتوصيل أجهزة استشعار الحركة في سد الانضاب والآبار بنموذج الكائن الرقمي لعرض الحركة في النموذج. تم إنشاء كائن حقن رقمي لرصد آثار ضخ الملاط في الأرض لتثبيت الحركات الأرضية.

تعتبر الرعاية الصحية صناعة تشهد تحولاً بفضل تكنولوجيا التوأم الرقمي. تم اقتراح مفهوم التوأم الرقمي في صناعة الرعاية الصحية في الأصل واستخدم لأول مرة للتنبؤ بالمنتج أو الجهاز. يمكن للتوأم الرقمي تحسين الحياة في مجالات الطب والرياضة والتعليم من خلال اتباع نهج يعتمد بشكل أكبر على البيانات في مجال الرعاية الصحية. إن توفر التقنيات يجعل من الممكن إنشاء نماذج مخصصة للمرضى يمكن تعديلها باستمرار بناءً على معايير الصحة ونمط الحياة المسجلة. يمكن أن يؤدي هذا في النهاية إلى ظهور مريض افتراضي يعرض تفاصيل الحالة الصحية للمريض ولا يعتمد فقط على السجلات السابقة. بالإضافة إلى ذلك، يتيح التوأم الرقمي مقارنة سجلات الفرد مع السكان للعثور على الأنماط بسهولة أكبر وبمستوى رائع من التفاصيل. أكبر ميزة للتوأم الرقمي للرعاية الصحية هي حقيقة أنه يمكن تصميم الرعاية الصحية وفقًا لاستجابات المرضى الفردية. لن تؤدي التوائم الرقمية إلى حلول أفضل في تحديد صحة الفرد للمريض فحسب، بل ستغير أيضًا الصورة المتوقعة للمريض السليم. كان مصطلح "صحي" يعتبر غياب علامات المرض. الآن يمكن مقارنة المرضى "الأصحاء" ببقية السكان لتحديد الأصحاء حقًا . ومع ذلك، فإن ظهور التوأم الرقمي في مجال الرعاية الصحية يأتي أيضًا مع بعض العيوب. يمكن أن يؤدي التوأم الرقمي إلى عدم المساواة لأن التكنولوجيا قد لا تكون في متناول الجميع، مما يؤدي إلى اتساع الفجوة بين الأغنياء والفقراء. بالإضافة إلى ذلك، سيحدد التوأم الرقمي الأنماط لدى السكان التي يمكن أن تؤدي إلى التمييز.

كما أصبحت فكرة التوأم الرقمي منتشرة بشكل متزايد في الطب، وذلك من خلال إنشاء صورة افتراضية للمريض لمحاكاة التطبيقات الطبية. بهذه الطريقة، يمكن للطبيب التعامل مع الحالة المحددة للمريض قبل العلاج، وأثناء العمليات الجراحية، يمكن تصنيع الإدخالات الخاصة بالمريض (مثل المفاصل الاصطناعية) وإدخالها بدقة، مما يتيح نتيجة جراحية محسنة وإجراء أسرع. عملية الانتعاش.

لقد تحسنت صناعة السيارات بفضل تقنية التوأم الرقمي. يتم تنفيذ التوأم الرقمي في صناعة السيارات من خلال الاستفادة من البيانات الموجودة لتبسيط العمليات وتقليل التكاليف الهامشية. وفي الوقت الحالي، يعمل مصممو السيارات على توسيع المادية المادية الحالية من خلال دمج القدرات الرقمية القائمة على البرمجيات. من الأمثلة الملموسة على تقنية التوأم الرقمي في صناعة السيارات هو أن مهندسي السيارات يستخدمون تقنية التوأم الرقمي مع أداة التحليلات الخاصة بالشركة لتحليل كيفية قيادة سيارة معينة. وبهذه الطريقة، يمكنهم اقتراح دمج ميزات جديدة في السيارة يمكنها تقليل عدد الحوادث على الطرق، وهو أمر لم يكن ممكنًا في السابق في مثل هذا الوقت القصير.

تتمتع التقنيات الرقمية بخصائص معينة تميزها عن التقنيات الأخرى. وهذه الخصائص بدورها لها عواقب معينة. التوائم الرقمية لها الخصائص التالية.

الاتصال

إحدى الميزات الرئيسية لتقنية التوأم الرقمي هي إمكانية الاتصال. أدى التطور الأخير لإنترنت الأشياء (IoT) إلى ظهور العديد من التقنيات الجديدة. يؤدي تطوير إنترنت الأشياء أيضًا إلى تقدم تطوير تقنية التوأم الرقمي. وتتميز هذه التكنولوجيا بالعديد من الخصائص المتوافقة مع طبيعة إنترنت الأشياء، وهي طبيعتها الترابطية. أولاً وقبل كل شيء، تتيح التكنولوجيا الاتصال بين المكون المادي ونظيره الرقمي. يقوم أساس التوأم الرقمي على هذا الاتصال، والذي بدونه لن توجد تكنولوجيا التوأم الرقمي. كما هو موضح في القسم السابق، يتم تحقيق هذا الاتصال من خلال أجهزة الاستشعار الموجودة على المنتج المادي والتي تقوم بجمع البيانات ودمجها وتوصيلها من خلال تقنيات التكامل المختلفة. تتيح تقنية التوأم الرقمي زيادة الاتصال بين الشركات والمنتجات والعملاء. على سبيل المثال، يمكن زيادة الاتصال بين الشركاء في سلسلة التوريد من خلال تمكين أعضاء سلسلة التوريد تلك من التحقق من التوأم الرقمي للمنتج أو الأصل. يمكن لهؤلاء الشركاء بعد ذلك التحقق من حالة هذا المنتج ببساطة عن طريق التحكم في التوأم الرقمي.

ويمكن أيضًا زيادة الاتصال مع العملاء.

الخدمة هي العملية التي من خلالها تضيف الشركات قيمة إلى عروضها الأساسية من خلال الخدمات. في حالة مثال المحرك، يعد تصنيع المحرك هو العرض الأساسي لهذه المؤسسة، والذي يضيف بعد ذلك قيمة من خلال توفير خدمة فحص وصيانة المحرك.

الخدمة

تعتبر الخدمة أحد ابتكارات نماذج الأعمال ذات الصلة بشركات التصنيع وتشير إلى التغيير في محفظة العروض السابقة بعيدًا عن السلع المادية فقط ونحو مجموعة من السلع والخدمات المادية. وهو بالتالي يعكس الاتجاه الاقتصادي العام نحو مجتمع خدمي على مستوى الشركة.

توجد أمثلة على الخدمة منذ أكثر من 100 عام. ومع ذلك، سرعان ما أصبح الموضوع أكثر أهمية على مدى السنوات العشرين الماضية، لأنه بسبب العولمة، ترى الشركات في البلدان ذات الأجور المرتفعة مثل ألمانيا أنها وسيلة لحماية نفسها من المنافسة من البلدان ذات الأجور المنخفضة. في العلوم، أثبتت الخدمة نفسها كموضوع بحثي مستقل يعتمد على مقال متخصص بقلم ساندرا فانديرميروي وخوان رادا.

التجانس

يمكن وصف التوائم الرقمية بأنها تقنية رقمية تمثل نتيجة وتمكينًا لتجانس البيانات. نظرًا لأنه يمكن الآن تخزين أي نوع من المعلومات أو المحتوى ونقله بنفس الشكل الرقمي، فمن الممكن إنشاء تمثيل افتراضي للمنتج (على شكل توأم رقمي)، وبالتالي فصل المعلومات عن شكلها المادي. لقد مكّن تجانس البيانات وفصل المعلومات عن نتاجها المادي من إنشاء توائم رقمية. تتيح التوائم الرقمية أيضًا إمكانية تخزين المزيد والمزيد من المعلومات حول المنتجات المادية رقميًا وفصلها عن المنتج نفسه.

ومع تزايد رقمنة البيانات، أصبح من الممكن نقلها وتخزينها وحسابها بسرعة وفعالية من حيث التكلفة. ووفقاً لقانون مور، سوف تستمر قوة الحوسبة في الزيادة بشكل كبير خلال السنوات القليلة المقبلة، في حين ستنخفض تكاليف معالجة البيانات بشكل كبير. وهذا من شأنه أن يؤدي بالتالي إلى انخفاض التكاليف الهامشية لتطوير التوائم الرقمية ويجعل اختبار المشكلات والتنبؤ بها وحلها باستخدام التمثيلات الافتراضية أرخص بكثير نسبيًا بدلاً من اختبارها على النماذج المادية وانتظار تعطل المنتجات المادية قبل أن تتدخل المحاولة.

إحدى النتائج الأخرى لتجانس المعلومات وفصلها هي تقارب تجربة المستخدم. عندما تصبح المعلومات الواردة من الأشياء المادية رقمية، يمكن لقطعة أثرية واحدة أن تقدم مجموعة متنوعة من الاحتمالات الجديدة. تسمح تقنية التوأم الرقمي بمشاركة معلومات تفصيلية حول جسم مادي مع عدد أكبر من الوكلاء، بغض النظر عن الموقع أو الوقت. في ورقته التمهيدية حول تكنولوجيا التوأم الرقمي في التصنيع، يذكر مايكل جريفز ما يلي حول عواقب التجانس الذي يمكن تحقيقه بواسطة التوائم الرقمية:

في الماضي، كانت مكاتب مديري المصانع تطل على المصنع حتى يتمكنوا من الشعور بما يحدث على أرضية المصنع. ومع التوأم الرقمي، لا يستطيع مدير المصنع فقط، بل كل من يشارك في إنتاج المصنع، الحصول على نفس النافذة الافتراضية ليس فقط لمصنع واحد، بل لجميع المصانع حول العالم.

قابلة لإعادة البرمجة وذكية

كما ذكرنا سابقًا، يسمح التوأم الرقمي بإعادة برمجة المنتج المادي بطريقة معينة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا إعادة برمجة التوأم الرقمي بطريقة تلقائية. بمساعدة أجهزة الاستشعار الموجودة على المنتج المادي وتقنيات الذكاء الاصطناعي والتحليلات التنبؤية. إحدى نتائج إعادة البرمجة هذه هي ظهور الوظائف. بأخذ مثال المحرك مرة أخرى، يمكن استخدام التوائم الرقمية لجمع بيانات حول أداء المحرك، وإذا لزم الأمر، ضبط المحرك وإنشاء إصدار أحدث من المنتج. يمكن أيضًا اعتبار الخدمة بمثابة نتيجة لقابلية إعادة البرمجة. قد تكون الشركات المصنعة مسؤولة عن مراقبة التوأم الرقمي، أو إجراء التعديلات، أو إعادة برمجة التوأم الرقمي إذا لزم الأمر، وقد تقدم ذلك كخدمة إضافية.

آثار رقمية

ميزة أخرى هي أن تقنيات التوأم الرقمي تترك آثارًا رقمية. يمكن للمهندسين استخدام هذه الآثار على سبيل المثال. على سبيل المثال، في حالة حدوث عطل في الجهاز، يتم فحص آثار التوأم الرقمي لتشخيص مكان حدوث المشكلة. يمكن أيضًا استخدام هذه التشخيصات في المستقبل من قبل الشركات المصنعة لهذه الآلات لتحسين تصميماتها بحيث تحدث نفس الأعطال بشكل أقل تكرارًا في المستقبل.

نمطية

فيما يتعلق بالصناعة التحويلية، يمكن وصف النمطية بأنها تصميم وتخصيص المنتجات ووحدات الإنتاج. إن إضافة نمطية إلى نماذج التصنيع يمنح المصنعين الفرصة لتحسين النماذج والآلات. تسمح تقنية التوأم الرقمي للمصنعين بتتبع الآلات المستخدمة وتحديد مجالات التحسين المحتملة في الآلات. عندما تكون هذه الآلات معيارية، يمكن للمصنعين استخدام تقنية التوأم الرقمي لتحديد المكونات التي تؤثر على أداء الآلة واستبدالها بمكونات أكثر ملاءمة لتحسين عملية التصنيع.