डिजिटल ट्विन एक आभासी प्रतिनिधित्व है जो वास्तविक दुनिया से किसी भौतिक वस्तु या प्रक्रिया के वास्तविक दुनिया के डिजिटल समकक्ष के रूप में कार्य करता है। यह अप्रासंगिक है कि क्या समकक्ष वास्तविक दुनिया में पहले से मौजूद है या भविष्य में मौजूद रहेगा। हालाँकि यह अवधारणा पहले विकसित की गई थी (मिशिगन विश्वविद्यालय के तत्कालीन माइकल ग्रीव्स द्वारा, 2002 में), डिजिटल ट्विन की पहली व्यावहारिक परिभाषा 2010 में अंतरिक्ष यान के भौतिक मॉडल के सिमुलेशन में सुधार करने के प्रयास में नासा से आई थी। डिजिटल जेमिनी उत्पाद डिज़ाइन और तकनीकी गतिविधियों के निर्माण में निरंतर सुधार का परिणाम है। उत्पाद चित्र और तकनीकी विशिष्टताएँ हाथ से बनी ड्राइंग से लेकर कंप्यूटर-एडेड ड्राइंग/कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन से लेकर मॉडल-आधारित सिस्टम इंजीनियरिंग तक विकसित हुई हैं।
किसी भौतिक वस्तु का डिजिटल ट्विन समग्र डिजिटल विकास, "डिजिटल थ्रेड" पर निर्भर करता है - डिजिटल ट्विन के लिए डिज़ाइन और विनिर्देश का निम्नतम स्तर। सटीकता बनाए रखने के लिए "जुड़वां" डिजिटल धागे पर निर्भर करता है। उत्पाद डिज़ाइन में परिवर्तन परिवर्तन आदेश (ईसीओ) का उपयोग करके कार्यान्वित किए जाते हैं। किसी घटक में किए गए परिवर्तन अनुरोध के परिणामस्वरूप डिजिटल ट्विन का एक नया संस्करण प्राप्त होता है।
डिजिटल धागा
डिजिटल थ्रेड को "डिज़ाइन, मूल्यांकन और जीवनचक्र प्रबंधन के लिए डिजिटल टूल और अभ्यावेदन का उपयोग" के रूप में परिभाषित किया गया है।
"डिजिटल थ्रेड" शब्द का प्रयोग पहली बार यूएसएएफ ग्लोबल साइंस एंड टेक्नोलॉजी विजन टास्क फोर्स की रिपोर्ट "ग्लोबल होराइजन्स 2013" में किया गया था।
डिजिटल थ्रेड शब्द को 2018 में एमआईटी में सिंह और विलकॉक्स द्वारा इंजीनियरिंग विद ए डिजिटल थ्रेड नामक अपने पेपर में और अधिक परिष्कृत किया गया था। इस अकादमिक पेपर में, डिजिटल थ्रेड शब्द को "एक डेटा-संचालित आर्किटेक्चर के रूप में परिभाषित किया गया है जो संपूर्ण उत्पाद जीवनचक्र से जानकारी जोड़ता है और इसका उद्देश्य किसी भी समय किसी कंपनी के उत्पादों के लिए प्राथमिक या आधिकारिक डेटा और संचार मंच होना है।"
एक संकीर्ण अर्थ में, डिजिटल थ्रेड का उपयोग किसी भौतिक वस्तु के डिजिटल प्रतिनिधित्व के लिए डिज़ाइन और विनिर्देश के निम्नतम स्तर को संदर्भित करने के लिए भी किया जाता है। डिजिटल थ्रेड मॉडल-आधारित सिस्टम इंजीनियरिंग (एमबीएसई) में एक महत्वपूर्ण क्षमता है और डिजिटल ट्विन की नींव है।
डिजिटल थ्रेड शब्द का उपयोग भौतिक वस्तु को बनाने वाली आवश्यकताओं, भागों और नियंत्रण प्रणालियों के लिए डिजिटल ट्विन की ट्रेसबिलिटी का वर्णन करने के लिए भी किया जाता है।
स्मार्ट फ़ैक्टरी - जर्मनी में कंपनी-प्रासंगिक अवधारणाओं का उपयोग
ग्राफिक आज और भविष्य में बुद्धिमान कारखानों में उपयोग की जाने वाली प्रौद्योगिकियों पर जर्मन औद्योगिक कंपनियों के प्रबंध निदेशकों के बीच 2017 में किए गए एक सर्वेक्षण के परिणामों को दिखाता है। सर्वेक्षण में शामिल 23 प्रतिशत लोगों ने कहा कि वे वर्तमान में अपने स्मार्ट कारखाने में उत्पाद के डिजिटल ट्विन का उपयोग करते हैं। 43 प्रतिशत ने कहा कि उन्होंने भविष्य में उत्पादों के डिजिटल ट्विन का उपयोग करने की योजना बनाई है।
यह स्वायत्त आंतरिक लॉजिस्टिक्स पर भी लागू होता है: 17% ने कहा कि वे वर्तमान में इसका उपयोग करते हैं (2017)। 35 फीसदी की योजना इसे 2022 तक लागू करने की है.
आपकी कंपनी के लिए नीचे उल्लिखित अवधारणाएँ कितनी प्रासंगिक हैं?
पाँच वर्षों में उपयोग (2022)
- डेटा-सक्षम संसाधन अनुकूलन - 77%
- एकीकृत योजना - 61%
- बड़े डेटा संचालित प्रक्रिया और गुणवत्ता अनुकूलन - 65%
- मॉड्यूलर उत्पादन प्रणाली / मॉड्यूलर उत्पादन संपत्ति - 36%
- नेटवर्कयुक्त फ़ैक्टरी/कनेक्टेड फ़ैक्टरी - 60%
- पूर्वानुमानित रखरखाव - 66%
- प्रक्रिया विज़ुअलाइज़ेशन/स्वचालन / प्रक्रिया विज़ुअलाइज़ेशन/स्वचालन - 62%
- उत्पाद का डिजिटल ट्विन / उत्पाद का डिजिटल ट्विन - 43%
- फ़ैक्टरी का डिजिटल ट्विन / फ़ैक्टरी का डिजिटल ट्विन - 44%
- उत्पादन संयंत्र का डिजिटल जुड़वां / उत्पादन परिसंपत्ति का डिजिटल जुड़वां - 39%
- लचीली उत्पादन विधियाँ / लचीली उत्पादन विधियाँ - 34%
- ऑटोनॉमस इंट्रा-प्लांट लॉजिस्टिक्स / ऑटोनॉमस इंट्रा-प्लांट लॉजिस्टिक्स - 35%
- उत्पादन मापदंडों का स्थानांतरण - 32%
- पूरी तरह से स्वायत्त डिजिटल फ़ैक्टरी - 11%
आज उपयोग (2017)
- डेटा-सक्षम संसाधन अनुकूलन - 52%
- एकीकृत योजना - 32%
- बड़े डेटा संचालित प्रक्रिया और गुणवत्ता अनुकूलन - 30%
- मॉड्यूलर उत्पादन प्रणाली / मॉड्यूलर उत्पादन संपत्ति - 29%
- नेटवर्कयुक्त फ़ैक्टरी/कनेक्टेड फ़ैक्टरी - 29%
- पूर्वानुमानित रखरखाव - 28%
- प्रोसेस विज़ुअलाइज़ेशन/ऑटोमेशन / प्रोसेस विज़ुअलाइज़ेशन/ऑटोमेशन – 28%
- उत्पाद का डिजिटल ट्विन / उत्पाद का डिजिटल ट्विन - 23%
- फ़ैक्टरी का डिजिटल ट्विन / फ़ैक्टरी का डिजिटल ट्विन - 19%
- उत्पादन संयंत्र का डिजिटल जुड़वां / उत्पादन परिसंपत्ति का डिजिटल जुड़वां - 18%
- लचीली उत्पादन विधियाँ / लचीली उत्पादन विधियाँ - 18%
- ऑटोनॉमस इंट्रा-प्लांट लॉजिस्टिक्स / ऑटोनॉमस इंट्रा-प्लांट लॉजिस्टिक्स - 17%
- उत्पादन मापदंडों का स्थानांतरण - 16%
- पूरी तरह से स्वायत्त डिजिटल फ़ैक्टरी - 5%
जर्मन औद्योगिक कंपनियों के प्रबंध निदेशकों का साक्षात्कार लिया गया। सर्वेक्षण में यह प्रश्न इस प्रकार पूछा गया: "आपकी कंपनी के लिए निम्नलिखित अवधारणाएँ कितनी प्रासंगिक हैं?" स्रोत सर्वेक्षण के प्रकार या 100 प्रतिशत से अधिक बिंदुओं के बारे में कोई जानकारी प्रदान नहीं करता है।
डेविड गेलर्न्टर ने अपनी 1991 की पुस्तक मिरर वर्ल्ड्स में डिजिटल जुड़वाँ बच्चों की कल्पना की थी। यह उद्योग और शैक्षणिक प्रकाशनों दोनों में व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त है कि फ्लोरिडा इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के माइकल ग्रीव्स ने सबसे पहले विनिर्माण के लिए डिजिटल ट्विन अवधारणा को लागू किया था। डिजिटल ट्विन अवधारणा और मॉडल को सार्वजनिक रूप से 2002 में ग्रीव्स द्वारा, फिर मिशिगन विश्वविद्यालय में, ट्रॉय, मिशिगन में सोसाइटी ऑफ मैन्युफैक्चरिंग इंजीनियर्स सम्मेलन में प्रस्तुत किया गया था। ग्रीव्स ने उत्पाद जीवनचक्र प्रबंधन (पीएलएम) के लिए एक वैचारिक मॉडल के रूप में डिजिटल ट्विन का प्रस्ताव रखा।
अवधारणा, जिसके कुछ अलग नाम थे, को बाद में 2010 की रोडमैप रिपोर्ट में नासा के जॉन विकर्स द्वारा "डिजिटल ट्विन" करार दिया गया था। डिजिटल ट्विन अवधारणा में तीन अलग-अलग भाग होते हैं:
- भौतिक उत्पाद,
- डिजिटल/आभासी उत्पाद
- और दो उत्पादों के बीच डेटा और सूचना कनेक्शन।
भौतिक उत्पाद और डिजिटल/आभासी उत्पाद के बीच संबंध भौतिक उत्पाद से डिजिटल/आभासी उत्पाद की ओर प्रवाहित होने वाला डेटा और भौतिक वातावरण में डिजिटल/आभासी उत्पाद से उपलब्ध जानकारी है।
बाद में इस अवधारणा को प्रकारों में विभाजित किया गया। वो लोग हैं
- डिजिटल ट्विन प्रोटोटाइप (डीटीपी),
- डिजिटल ट्विन इंस्टेंस (DTI)
- और डिजिटल ट्विन एग्रीगेट (डीटीए)।
डीटीपी में किसी भौतिक उत्पाद को साकार करने के लिए डिज़ाइन, विश्लेषण और प्रक्रियाएं शामिल होती हैं। भौतिक उत्पाद होने से पहले डीटीपी मौजूद होता है। एक बार निर्मित होने के बाद डीटीआई उत्पाद के प्रत्येक उदाहरण का डिजिटल जुड़वां है। डीटीए डीटीआई का एकत्रीकरण है जिसके डेटा और जानकारी का उपयोग भौतिक उत्पाद क्वेरी, पूर्वानुमान और सीखने के लिए किया जा सकता है। डिजिटल जुड़वाँ में निहित विशिष्ट जानकारी उपयोग के मामलों द्वारा निर्धारित की जाती है। डिजिटल ट्विन एक तार्किक निर्माण है, जिसका अर्थ है कि वास्तविक डेटा और जानकारी अन्य अनुप्रयोगों में समाहित की जा सकती है।
इसके अलावा, डिजिटल ट्विन को एकीकरण के स्तर के आधार पर तीन उपश्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, यानी, भौतिक भाग और डिजिटल कॉपी के बीच होने वाले डेटा और सूचना प्रवाह की विभिन्न डिग्री:
- डिजिटल मॉडल (डीएम),
- डिजिटल छाया (डीएस)
- और डिजिटल जुड़वां।
उद्योग विश्लेषक गार्टनर के अनुसार, कार्यस्थल में डिजिटल ट्विन को अक्सर रोबोटिक प्रोसेस ऑटोमेशन (आरपीए) का हिस्सा माना जाता है और यह "हाइपरऑटोमेशन" की व्यापक और उभरती हुई श्रेणी में आता है।
डिजिटल जुड़वाँ के उदाहरण
मशीनों को अनुकूलित करने के लिए डिजिटल ट्विन्स का उपयोग कैसे किया जाता है इसका एक उदाहरण टर्बाइन, जेट इंजन और लोकोमोटिव जैसे बिजली उत्पादन उपकरणों का रखरखाव है।
डिजिटल जुड़वाँ का एक अन्य उदाहरण भौतिक वस्तुओं के लिए डिजिटल साथी बनाने के लिए 3डी मॉडल का उपयोग है। यह वास्तविक भौतिक वस्तु की स्थिति को प्रदर्शित करने की अनुमति देता है, जिससे भौतिक वस्तुओं को डिजिटल दुनिया में प्रोजेक्ट करने का एक तरीका मिलता है। उदाहरण के लिए, जब सेंसर किसी कनेक्टेड डिवाइस से डेटा एकत्र करते हैं, तो सेंसर डेटा का उपयोग वास्तविक समय में डिवाइस की स्थिति की एक प्रति को "डिजिटल ट्विन" के रूप में अपडेट करने के लिए किया जा सकता है। "डिवाइस शैडो" शब्द का उपयोग डिजिटल ट्विन की अवधारणा के लिए भी किया जाता है। डिजिटल ट्विन का उद्देश्य भौतिक वस्तु के गुणों और अवस्थाओं की वर्तमान और सटीक प्रतिलिपि बनाना है, जिसमें आकार, स्थिति, हावभाव, स्थिति और गति शामिल हैं।
संपत्ति के प्रदर्शन और उपयोग को अनुकूलित करने के लिए निगरानी, निदान और पूर्वानुमान के लिए डिजिटल ट्विन का भी उपयोग किया जा सकता है। इस क्षेत्र में, भविष्यवाणियों के परिणाम को बेहतर बनाने के लिए संवेदी डेटा को ऐतिहासिक डेटा, मानव विशेषज्ञता और बेड़े और सिमुलेशन सीखने के साथ जोड़ा जा सकता है। इसलिए, जटिल पूर्वानुमान और बुद्धिमान रखरखाव प्लेटफ़ॉर्म समस्याओं का मूल कारण खोजने और उत्पादकता में सुधार करने के लिए डिजिटल जुड़वाँ का लाभ उठा सकते हैं।
स्वायत्त वाहनों के डिजिटल जुड़वाँ और यातायात और पर्यावरण सिमुलेशन में एम्बेडेड उनके सेंसर को ऑटोमोटिव उद्योग में अनुप्रयोगों के विकास, परीक्षण और सत्यापन में महत्वपूर्ण चुनौतियों को दूर करने के साधन के रूप में भी प्रस्तावित किया गया है, खासकर जब संबंधित एल्गोरिदम कृत्रिम पर आधारित दृष्टिकोण पर आधारित होते हैं बुद्धिमत्ता, जिसके लिए व्यापक प्रशिक्षण और सत्यापन डेटा सेट की आवश्यकता होती है।
विनिर्माण उद्योग
भौतिक विनिर्माण वस्तुओं को वर्चुअलाइज किया जाता है और डिजिटल ट्विन मॉडल (अवतार) के रूप में दर्शाया जाता है जो भौतिक और साइबरस्पेस दोनों में निर्बाध और कसकर एकीकृत होते हैं। भौतिक वस्तुएं और जुड़वां मॉडल परस्पर लाभकारी तरीके से बातचीत करते हैं।
उद्योग स्तर पर गतिशीलता
डिजिटल ट्विन पूरे उत्पाद जीवनचक्र प्रबंधन (पीएलएम) को डिजाइन से लेकर विनिर्माण और सेवा और संचालन तक बदल रहा है। आजकल पीएलएम दक्षता, विनिर्माण, बुद्धिमत्ता, सेवा चरणों और उत्पाद डिजाइन में स्थिरता के मामले में बहुत समय लेने वाला है। एक डिजिटल ट्विन उत्पाद के भौतिक और आभासी स्थान को एक साथ ला सकता है। डिजिटल ट्विन कंपनियों को डिजाइन से लेकर विकास तक और पूरे उत्पाद जीवनचक्र में अपने सभी उत्पादों का डिजिटल पदचिह्न बनाने में सक्षम बनाता है। सामान्य तौर पर, विनिर्माण क्षेत्र में काम करने वाले उद्योग डिजिटल ट्विन्स से गंभीर रूप से प्रभावित होते हैं। विनिर्माण प्रक्रिया में, डिजिटल ट्विन कारखाने में वास्तविक समय की प्रक्रियाओं की एक आभासी प्रतिकृति है। भौतिक निर्माण प्रक्रिया के दौरान हजारों सेंसर लगाए जाते हैं, जो विभिन्न आयामों से डेटा एकत्र करते हैं, जैसे: बी. पर्यावरणीय स्थितियाँ, मशीन की व्यवहारिक विशेषताएँ और किया गया कार्य। यह सारा डेटा डिजिटल ट्विन द्वारा लगातार प्रसारित और एकत्र किया जाता है। इंटरनेट ऑफ थिंग्स की बदौलत, डिजिटल ट्विन्स अधिक किफायती हो गए हैं और विनिर्माण का भविष्य निर्धारित कर सकते हैं। इंजीनियरों के लिए एक फायदा उन उत्पादों के वास्तविक उपयोग में निहित है जो वस्तुतः डिजिटल ट्विन द्वारा डिज़ाइन किए गए हैं। उत्पाद और परिसंपत्ति रखरखाव और प्रबंधन के उन्नत तरीके वास्तविक समय क्षमताओं के साथ वास्तविक "चीज़" के डिजिटल ट्विन की पहुंच के भीतर हैं।
डिजिटल ट्विन्स बड़ी व्यावसायिक संभावनाएं प्रदान करते हैं क्योंकि वे विनिर्माण प्रक्रिया के अतीत का विश्लेषण करने के बजाय भविष्य की भविष्यवाणी करते हैं । डिजिटल जुड़वाँ द्वारा बनाई गई वास्तविकता का प्रतिनिधित्व निर्माताओं को पूर्व-व्यावसायिक प्रथाओं की ओर विकसित होने की अनुमति देता है। विनिर्माण का भविष्य निम्नलिखित 6 पहलुओं पर आधारित है:
- मापनीयता,
- प्रतिरूपकता,
- FLEXIBILITY
- स्वायत्तता,
- कनेक्टिविटी
- और डिजिटल जुड़वां।
विनिर्माण प्रक्रिया के व्यक्तिगत चरणों के बढ़ते डिजिटलीकरण के साथ, उच्च उत्पादकता प्राप्त करने के अवसर खुल रहे हैं। यह मॉड्यूलरिटी से शुरू होता है और उत्पादन प्रणाली में अधिक प्रभावशीलता की ओर ले जाता है। इसके अलावा, स्वायत्तता उत्पादन प्रणाली को अप्रत्याशित घटनाओं पर कुशलतापूर्वक और समझदारी से प्रतिक्रिया करने की अनुमति देती है। अंत में, कनेक्टिविटी, इंटरनेट ऑफ थिंग्स की तरह, उत्पाद डिजाइन और प्रचार के निम्नलिखित चक्र को बेहतर प्रदर्शन के लिए अनुकूलित करने की अनुमति देकर डिजिटलीकरण लूप को बंद करने की अनुमति देती है। इससे ग्राहक संतुष्टि और वफादारी बढ़ सकती है जब उत्पाद वास्तव में विफल होने से पहले किसी समस्या का पता लगा सकते हैं। जैसे-जैसे भंडारण और डेटा प्रोसेसिंग की लागत में कमी जारी है, डिजिटल ट्विन्स के संभावित उपयोग भी बढ़ रहे हैं।
तकनीकी उत्पादों का औद्योगिक उत्पादन
डिजिटल ट्विन उद्योग के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। औद्योगिक मूल्य निर्माण की प्रक्रियाओं में इसका अस्तित्व और उपयोग कंपनियों के लिए एक निर्णायक प्रतिस्पर्धी लाभ हो सकता है। यह 2010 की शुरुआत से विशेष रूप से सच है, क्योंकि इंटरनेट ऑफ थिंग्स ने एकीकृत सेवाओं के साथ सभी प्रकार के डिजिटल नियंत्रित और नेटवर्क उत्पादों का उत्पादन करना संभव बना दिया है।
उदाहरण के लिए, उद्योग में उत्पादों, उत्पादन प्रणालियों, प्रक्रियाओं और सेवाओं के लिए डिजिटल जुड़वां हैं। वे वास्तविक जुड़वां से पहले भी मौजूद हो सकते हैं, उदाहरण के लिए भविष्य के उत्पादों के डिज़ाइन मॉडल के रूप में। और उनका उपयोग वास्तविक जुड़वाँ के उपयोग से प्राप्त डेटा का विश्लेषण और मूल्यांकन करने के लिए किया जा सकता है। उनके विभिन्न प्रकार के उद्देश्य और कार्य हैं।
उद्योग के लिए उनका विशेष मूल्य भौतिक प्रोटोटाइप की बचत और प्रत्येक प्रासंगिक पहलू के तहत वास्तविक जुड़वां के व्यवहार, कार्यक्षमता और गुणवत्ता का अनुकरण करने की क्षमता से उत्पन्न होता है। इस मूल्य का उपयोग उत्पादों, प्रणालियों और सेवाओं के संपूर्ण जीवन चक्र में मूल्य निर्माण के सभी हिस्सों के लिए किया जा सकता है।
एक डिजिटल ट्विन विभिन्न प्रकार के रूप लेता है। उदाहरण के लिए, यह सिस्टम विकास के एक व्यवहारिक मॉडल, एक 3डी मॉडल या एक कार्यात्मक मॉडल पर आधारित हो सकता है जो एक मॉडल के दौरान वास्तविक जुड़वां के यांत्रिक, इलेक्ट्रॉनिक और अन्य गुणों और प्रदर्शन विशेषताओं को यथासंभव यथार्थवादी और व्यापक रूप से दर्शाता है- आधारित डिज़ाइन.
विभिन्न डिजिटल जुड़वाँ को एक दूसरे से जोड़ा जा सकता है और वास्तविक जुड़वाँ के साथ व्यापक संचार और बातचीत की अनुमति भी दी जा सकती है। इसे एक डिजिटल थ्रेड के रूप में भी जाना जाता है, जो पूरे उत्पाद जीवन चक्र के माध्यम से चलता है और इसमें अन्य उत्पाद-प्रासंगिक जानकारी शामिल हो सकती है। एक कंपनी को ऐसे सुसंगत डिजिटल थ्रेड से सबसे बड़ा लाभ होता है, जो विभिन्न मूल्य निर्माण प्रक्रियाओं में अनुकूलन और पेश किए गए उत्पादों या सेवाओं के लिए डिजिटल व्यापार मॉडल की एक विस्तृत श्रृंखला के शोषण की अनुमति देता है।
उत्पादन तकनीक अनुप्रयोग के कई औद्योगिक क्षेत्रों में से एक है। डिजिटल ट्विन्स अपने पूरे जीवन चक्र (डिज़ाइन, निर्माण, संचालन और रीसाइक्लिंग) में सिस्टम को मैप करते हैं। योजना के दौरान भी, इंजीनियर प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने के लिए सिमुलेशन मॉडल का उपयोग कर सकते हैं। एक बार जब सिस्टम चालू हो जाता है, तो उसी सिमुलेशन मॉडल का उपयोग प्रक्रियाओं को और अधिक अनुकूलित करने और उत्पादन को बदलने के लिए किया जा सकता है।
परिवहन उद्योग और डिजिटल आपूर्ति श्रृंखला प्रबंधन
परिवहन और वेयरहाउसिंग के क्षेत्र में, डीएचएल और यूपीएस जैसी अंतरराष्ट्रीय लॉजिस्टिक्स कंपनियां लगातार डिजिटल ट्विन जैसे ट्रैक और ट्रेस या गोदामों और संपूर्ण बंदरगाह सुविधाओं के बुद्धिमान नियंत्रण के लिए नए एप्लिकेशन विकसित कर रही हैं। एसएपी या ओरेकल जैसे सॉफ्टवेयर निर्माता अपने ईआरपी सिस्टम का विस्तार कर रहे हैं और आपूर्ति श्रृंखला प्रबंधन के लिए डिजिटल आपूर्ति श्रृंखला के रूप में नए आईटी समाधान पेश कर रहे हैं।
उत्पादन और व्यवस्था नियंत्रण
डिजिटल ट्विन की अवधारणा का उपयोग उत्पादन नियंत्रण, लॉजिस्टिक्स और खरीद में तेजी से किया जा रहा है। इसका मतलब यह है कि इस अवधारणा को नियंत्रण प्रौद्योगिकी और विनियमन इंजीनियरिंग के तरीकों और साधनों से निकटता से जोड़ा जा सकता है।
शहरी नियोजन और निर्माण (निर्माण उद्योग)
स्मार्ट सिटी आंदोलन में डिजिटल प्रौद्योगिकी में बढ़ती रुचि के कारण भौगोलिक डिजिटल जुड़वाँ शहरी नियोजन अभ्यास में लोकप्रिय हो गए हैं। शहरी परिवेशों (शहरों) और उनमें मौजूद डेटा को मॉडल करने के लिए वास्तविक समय में 3डी और 4डी स्थानिक डेटा को कैप्चर करने और प्रदर्शित करने के लिए इन डिजिटल जुड़वाँ को अक्सर इंटरैक्टिव प्लेटफ़ॉर्म के रूप में प्रस्तावित किया जाता है।
संवर्धित वास्तविकता (एआर) सिस्टम जैसी विज़ुअलाइज़ेशन प्रौद्योगिकियों का उपयोग निर्मित वातावरण में डिजाइन और योजना के लिए सहयोगी उपकरण के रूप में और डिजिटल जुड़वां बनाने के लिए शहरों और एपीआई सेवाओं में एम्बेडेड सेंसर से डेटा फ़ीड को एकीकृत करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, एआर निर्माण उद्योग के पेशेवरों द्वारा सहयोगात्मक देखने के लिए संवर्धित वास्तविकता मानचित्रों, इमारतों और डेटा को टेबलटॉप पर पेश करने की अनुमति देता है।
निर्माण उद्योग में, योजना, डिज़ाइन, निर्माण, संचालन और रखरखाव गतिविधियाँ तेजी से डिजिटल होती जा रही हैं - जिसमें बीआईएम (बिल्डिंग इंफॉर्मेशन मॉडलिंग) प्रक्रियाओं की शुरूआत भी शामिल है - और इमारतों के डिजिटल जुड़वाँ को एक तार्किक विस्तार के रूप में देखा जाता है - दोनों के स्तर पर व्यक्तिगत भवनों के साथ-साथ राष्ट्रीय स्तर पर भी। उदाहरण के लिए, यूके में, सेंटर फॉर डिजिटल बिल्ट ब्रिटेन ने नवंबर 2018 में जेमिनी प्रिंसिपल्स प्रकाशित किया, जिसने "राष्ट्रीय डिजिटल ट्विन" विकसित करने के सिद्धांतों को निर्धारित किया।
कार्यशील "डिजिटल ट्विन" के शुरुआती उदाहरणों में से एक 1996 में हीथ्रो हवाई अड्डे के टर्मिनल 1 पर हीथ्रो एक्सप्रेस सुविधाओं के निर्माण के दौरान महसूस किया गया था। सलाहकार मॉट मैकडोनाल्ड और बीआईएम के अग्रणी जोनाथन इनग्राम ने मॉडल में गति प्रदर्शित करने के लिए कॉफ़रडैम और बोरहोल में मोशन सेंसर को डिजिटल ऑब्जेक्ट मॉडल से जोड़ा। जमीनी गतिविधियों को स्थिर करने के लिए धरती में मोर्टार पंप करने के प्रभावों की निगरानी के लिए एक डिजिटल इंजेक्शन ऑब्जेक्ट बनाया गया था।
स्वास्थ्य सेवा उद्योग
हेल्थकेयर को एक ऐसा उद्योग माना जाता है जिसे डिजिटल ट्विन तकनीक द्वारा परिवर्तित किया जा रहा है। स्वास्थ्य सेवा उद्योग में डिजिटल ट्विन की अवधारणा मूल रूप से प्रस्तावित की गई थी और पहली बार उत्पाद या डिवाइस पूर्वानुमान के लिए उपयोग की गई थी। एक डिजिटल ट्विन स्वास्थ्य सेवा के लिए अधिक डेटा-संचालित दृष्टिकोण अपनाकर चिकित्सा, खेल और शिक्षा के क्षेत्र में जीवन को बेहतर बना सकता है। प्रौद्योगिकियों की उपलब्धता रोगियों के लिए वैयक्तिकृत मॉडल बनाना संभव बनाती है जिन्हें रिकॉर्ड किए गए स्वास्थ्य और जीवनशैली मापदंडों के आधार पर लगातार समायोजित किया जा सकता है। इसका परिणाम अंततः एक आभासी रोगी हो सकता है जो किसी व्यक्तिगत रोगी की स्वास्थ्य स्थिति का विवरण देता है और केवल पिछले रिकॉर्ड पर निर्भर नहीं होता है। इसके अलावा, डिजिटल ट्विन से व्यक्ति के रिकॉर्ड की जनसंख्या के साथ तुलना करना संभव हो जाता है ताकि विस्तृत स्तर पर पैटर्न को आसानी से खोजा जा सके। स्वास्थ्य देखभाल के लिए डिजिटल ट्विन का सबसे बड़ा लाभ यह तथ्य है कि स्वास्थ्य देखभाल को व्यक्तिगत रोगी प्रतिक्रियाओं के अनुरूप बनाया जा सकता है। डिजिटल जुड़वाँ न केवल एक व्यक्तिगत रोगी के स्वास्थ्य को परिभाषित करने में बेहतर समाधान लाएंगे, बल्कि एक स्वस्थ रोगी की अपेक्षित छवि को भी बदल देंगे। "स्वस्थ" को बीमारी के लक्षणों की अनुपस्थिति माना जाता था। अब वास्तव में स्वस्थ को परिभाषित करने के लिए "स्वस्थ" रोगियों की तुलना बाकी आबादी से की जा सकती है । हालाँकि, स्वास्थ्य सेवा में डिजिटल ट्विन का उद्भव कुछ नुकसान भी लेकर आया है। डिजिटल ट्विन असमानता को जन्म दे सकता है क्योंकि तकनीक हर किसी के लिए सुलभ नहीं हो सकती है, जिससे अमीर और गरीब के बीच की खाई बढ़ जाएगी। इसके अतिरिक्त, डिजिटल ट्विन आबादी में ऐसे पैटर्न की पहचान करेगा जो भेदभाव को जन्म दे सकता है।
चिकित्सा/सर्जरी
चिकित्सा अनुप्रयोगों का अनुकरण करने के लिए रोगी की एक आभासी छवि बनाकर, डिजिटल ट्विन का विचार चिकित्सा में भी तेजी से व्यापक हो रहा है। इस तरह, डॉक्टर उपचार से पहले संबंधित रोगी की विशिष्ट स्थिति से निपट सकता है और, सर्जिकल ऑपरेशन के दौरान, रोगी-विशिष्ट इंसर्ट (जैसे कृत्रिम जोड़) को पूर्वनिर्मित और सटीक रूप से डाला जा सकता है, जिससे बेहतर सर्जिकल परिणाम और तेजी से प्राप्त होता है। वसूली प्रक्रिया।
मोटर वाहन उद्योग
डिजिटल ट्विन तकनीक से ऑटोमोटिव उद्योग में सुधार हुआ है। ऑटोमोटिव उद्योग में डिजिटल ट्विन्स को प्रक्रियाओं को सरल बनाने और सीमांत लागत को कम करने के लिए मौजूदा डेटा का लाभ उठाकर लागू किया जाता है। वर्तमान में, ऑटोमोटिव डिज़ाइनर सॉफ़्टवेयर-आधारित डिजिटल क्षमताओं को शामिल करके मौजूदा भौतिक भौतिकता का विस्तार कर रहे हैं। ऑटोमोटिव उद्योग में डिजिटल ट्विन तकनीक का एक ठोस उदाहरण यह है कि ऑटोमोटिव इंजीनियर कंपनी के एनालिटिक्स टूल के साथ मिलकर डिजिटल ट्विन तकनीक का उपयोग करते हैं ताकि यह विश्लेषण किया जा सके कि किसी विशेष कार को कैसे चलाया जाता है। इस तरह, वे कार में नई सुविधाओं को शामिल करने का प्रस्ताव कर सकते हैं जो सड़कों पर दुर्घटनाओं की संख्या को कम कर सकती हैं, जो पहले इतने कम समय में संभव नहीं था।
डिजिटल ट्विन प्रौद्योगिकी की विशेषताएं
डिजिटल प्रौद्योगिकियों में कुछ विशेषताएं होती हैं जो उन्हें अन्य प्रौद्योगिकियों से अलग करती हैं। बदले में, इन विशेषताओं के कुछ निश्चित परिणाम होते हैं। डिजिटल जुड़वाँ में निम्नलिखित विशेषताएं हैं।
कनेक्टिविटी
डिजिटल ट्विन तकनीक की प्रमुख विशेषताओं में से एक इसकी कनेक्टिविटी है। इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) का हालिया विकास कई नई तकनीकों को लेकर आया है। IoT का विकास डिजिटल ट्विन प्रौद्योगिकी के विकास को भी आगे बढ़ाता है। इस तकनीक में IoT के चरित्र, अर्थात् इसकी संयोजी प्रकृति के अनुरूप कई विशेषताएं हैं। सबसे पहले और सबसे महत्वपूर्ण, प्रौद्योगिकी भौतिक घटक और उसके डिजिटल समकक्ष के बीच कनेक्टिविटी को सक्षम बनाती है। डिजिटल ट्विन की नींव इसी कनेक्शन पर टिकी हुई है, जिसके बिना डिजिटल ट्विन तकनीक अस्तित्व में नहीं होगी। जैसा कि पिछले अनुभाग में बताया गया है, यह कनेक्टिविटी भौतिक उत्पाद पर सेंसर के माध्यम से हासिल की जाती है जो डेटा एकत्र करते हैं और विभिन्न एकीकरण प्रौद्योगिकियों के माध्यम से उस डेटा को एकीकृत और संचार करते हैं। डिजिटल ट्विन तकनीक कंपनियों, उत्पादों और ग्राहकों के बीच कनेक्टिविटी बढ़ाने में सक्षम बनाती है। उदाहरण के लिए, किसी आपूर्ति श्रृंखला के सदस्यों को किसी उत्पाद या परिसंपत्ति के डिजिटल ट्विन को सत्यापित करने में सक्षम बनाकर आपूर्ति श्रृंखला में भागीदारों के बीच कनेक्टिविटी को बढ़ाया जा सकता है। ये भागीदार केवल डिजिटल ट्विन को नियंत्रित करके इस उत्पाद की स्थिति की जांच कर सकते हैं।
ग्राहकों से कनेक्टिविटी भी बढ़ाई जा सकती है.
सर्विटाइजेशन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा कंपनियां सेवाओं के माध्यम से अपनी मुख्य पेशकश में मूल्य जोड़ती हैं। इंजन उदाहरण के मामले में, इंजन का निर्माण इस संगठन की मुख्य पेशकश है, जो इंजन निरीक्षण और रखरखाव सेवा प्रदान करके मूल्य जोड़ता है।
सेवाकरण
सर्विटाइजेशन एक व्यवसाय मॉडल नवाचार है जो विनिर्माण कंपनियों के लिए प्रासंगिक है और केवल भौतिक वस्तुओं से दूर और भौतिक वस्तुओं और सेवाओं के संयोजन की ओर पिछले पेशकश पोर्टफोलियो में बदलाव को संदर्भित करता है। इस प्रकार यह कंपनी स्तर पर सेवा समाज के प्रति समग्र आर्थिक रुझान को दर्शाता है।
सेवाकरण के उदाहरण 100 से अधिक वर्षों से मौजूद हैं। हालाँकि, पिछले 20 वर्षों में यह विषय तेजी से अधिक महत्वपूर्ण हो गया है क्योंकि, वैश्वीकरण के कारण, जर्मनी जैसे उच्च वेतन वाले देशों में कंपनियां इसे कम वेतन वाले देशों से प्रतिस्पर्धा के खिलाफ खुद को बचाने के साधन के रूप में देखती हैं। विज्ञान में, सैंड्रा वेंडरमेरवे और जुआन राडा के एक विशेषज्ञ लेख के आधार पर सर्विटाइजेशन ने खुद को एक स्वतंत्र शोध विषय के रूप में स्थापित किया है।
एकरूपता
डिजिटल जुड़वाँ को एक डिजिटल तकनीक के रूप में जाना जा सकता है जो डेटा के समरूपीकरण का परिणाम और प्रवर्तक दोनों है। चूँकि किसी भी प्रकार की जानकारी या सामग्री को अब एक ही डिजिटल रूप में संग्रहीत और प्रसारित किया जा सकता है, इसलिए उत्पाद का एक आभासी प्रतिनिधित्व (डिजिटल ट्विन के रूप में) बनाना संभव है, जिससे जानकारी को उसके भौतिक रूप से अलग किया जा सके। डेटा के समरूपीकरण और उसके भौतिक विरूपण साक्ष्य से जानकारी के पृथक्करण ने डिजिटल जुड़वाँ के निर्माण को सक्षम किया है। डिजिटल जुड़वाँ भौतिक उत्पादों के बारे में अधिक से अधिक जानकारी को डिजिटल रूप से संग्रहीत करना और इसे उत्पाद से अलग करना भी संभव बनाते हैं।
जैसे-जैसे डेटा तेजी से डिजिटल होता जा रहा है, इसे जल्दी और लागत प्रभावी ढंग से स्थानांतरित, संग्रहीत और गणना किया जा सकता है। मूर के नियम के अनुसार, अगले कुछ वर्षों में कंप्यूटिंग शक्ति में तेजी से वृद्धि जारी रहेगी, जबकि डेटा प्रोसेसिंग की लागत में काफी कमी आएगी। इसलिए डिजिटल जुड़वाँ विकसित करने के लिए सीमांत लागत कम होगी और भौतिक मॉडल पर परीक्षण करने और हस्तक्षेप करने का प्रयास करने से पहले भौतिक उत्पादों के टूटने की प्रतीक्षा करने के बजाय आभासी प्रतिनिधित्व का उपयोग करके समस्याओं का परीक्षण करना, भविष्यवाणी करना और हल करना तुलनात्मक रूप से बहुत सस्ता हो जाएगा।
सूचना के समरूपीकरण और वियुग्मन का एक अन्य परिणाम उपयोगकर्ता अनुभव का अभिसरण है। जैसे-जैसे भौतिक वस्तुओं की जानकारी डिजिटल होती जाती है, एक एकल कलाकृति विभिन्न प्रकार की नई संभावनाएँ प्रदान कर सकती है। डिजिटल ट्विन तकनीक किसी भौतिक वस्तु के बारे में विस्तृत जानकारी को स्थान या समय की परवाह किए बिना बड़ी संख्या में एजेंटों के साथ साझा करने की अनुमति देती है। विनिर्माण में डिजिटल ट्विन प्रौद्योगिकी पर अपने श्वेत पत्र में, माइकल ग्रीव्स ने डिजिटल ट्विन्स द्वारा सक्षम समरूपीकरण के परिणामों के बारे में निम्नलिखित कहा है:
अतीत में, फ़ैक्टरी प्रबंधकों का कार्यालय फ़ैक्टरी के सामने होता था ताकि वे फ़ैक्टरी के फर्श पर क्या चल रहा है, इसका अंदाज़ा लगा सकें। डिजिटल ट्विन के साथ, न केवल फ़ैक्टरी प्रबंधक, बल्कि फ़ैक्टरी उत्पादन से जुड़े प्रत्येक व्यक्ति के पास न केवल एक फ़ैक्टरी, बल्कि दुनिया भर की सभी फ़ैक्टरियों के लिए एक ही वर्चुअल विंडो हो सकती है।
पुन: प्रोग्राम करने योग्य और बुद्धिमान
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, एक डिजिटल ट्विन एक भौतिक उत्पाद को एक विशिष्ट तरीके से पुन: प्रोग्राम करने की अनुमति देता है। इसके अलावा डिजिटल ट्विन को ऑटोमैटिक तरीके से रीप्रोग्राम भी किया जा सकता है। भौतिक उत्पाद पर सेंसर, कृत्रिम बुद्धिमत्ता प्रौद्योगिकियों और पूर्वानुमानित विश्लेषण की सहायता से। इस पुन:प्रोग्रामेबिलिटी का एक परिणाम कार्यात्मकताओं का उद्भव है। एक इंजन का उदाहरण फिर से लेते हुए, डिजिटल ट्विन्स का उपयोग इंजन के प्रदर्शन के बारे में डेटा एकत्र करने के लिए किया जा सकता है और, यदि आवश्यक हो, तो इंजन को समायोजित करें और उत्पाद का एक नया संस्करण बनाएं। सर्विटाइजेशन को रिप्रोग्रामेबिलिटी के परिणाम के रूप में भी देखा जा सकता है। निर्माता डिजिटल ट्विन की निगरानी करने, समायोजन करने या यदि आवश्यक हो तो डिजिटल ट्विन को पुन: प्रोग्राम करने के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं, और वे इसे एक अतिरिक्त सेवा के रूप में पेश कर सकते हैं।
डिजिटल निशान
एक अन्य विशेषता यह तथ्य है कि डिजिटल ट्विन प्रौद्योगिकियां डिजिटल निशान छोड़ती हैं। इन निशानों का उपयोग इंजीनियरों द्वारा उदाहरण के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, मशीन की खराबी की स्थिति में, समस्या कहां हुई इसका निदान करने के लिए डिजिटल ट्विन के निशानों की जांच करना। इन डायग्नोस्टिक्स का उपयोग भविष्य में इन मशीनों के निर्माताओं द्वारा अपने डिज़ाइन को बेहतर बनाने के लिए भी किया जा सकता है ताकि भविष्य में वही खराबी कम हो।
प्रतिरूपकता
विनिर्माण उद्योग के संदर्भ में, मॉड्यूलरिटी को उत्पादों और उत्पादन मॉड्यूल के डिजाइन और अनुकूलन के रूप में वर्णित किया जा सकता है। विनिर्माण मॉडल में मॉड्यूलरिटी जोड़ने से निर्माताओं को मॉडल और मशीनों को अनुकूलित करने का अवसर मिलता है। डिजिटल ट्विन तकनीक निर्माताओं को उपयोग में आने वाली मशीनों को ट्रैक करने और मशीनों में सुधार के संभावित क्षेत्रों की पहचान करने की अनुमति देती है। जब ये मशीनें मॉड्यूलर होती हैं, तो निर्माता यह पहचानने के लिए डिजिटल ट्विन तकनीक का उपयोग कर सकते हैं कि कौन से घटक मशीन के प्रदर्शन को प्रभावित कर रहे हैं और विनिर्माण प्रक्रिया में सुधार के लिए उन्हें बेहतर-फिटिंग घटकों के साथ बदल सकते हैं।
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