همزاد دیجیتال زمین ساخته می گردد - درگ فایل

خبرنگاران| همزاد دیجیتال نمود دیجیتالی یک جسم فیزیکی، فرآیند یا سرویس است. در واقع یک همزاد دیجیتال یک کپی دیجیتال از جسمی در دنیای فیزیکی (مانند موتور جت یا نیروگاه بادی یا حتی مواردی بسیار عظیم تر مانند ساختمان ها یا حتی کل شهر) می باشد.

همزاد های دیجیتال با ورود به فناوری های مختلف اینترنت اشیا، تحلیل داده و یادگیری ماشین به توسعه و رفع چالش های بسیاری از حوزه ها یاری می نمایند. آن ها چالش های مختلف را شناسایی می نمایند، امکان آزمایش نمونه پیش از فراوری را می دهند و پیش و حین استفاده بسیاری از خطرات و هزینه ها را کاهش می دهند.

به گزارش خبرنگاران؛دانشمندان اتحادیه اروپا، برنامه نوی را آغاز نموده اند که طی آن شبیه سازی دیجیتال کل زمین انجام می گردد تا الگو های آب و هوایی آینده مدلسازی شوند و بتوانیم برای رخداد های بالقوه خطرناک آینده آماده شویم. این پروژه Destination Earth نام دارد و کاری بسیار بلندپروازانه است که کوشش دارد تا سال 2050 میلادی، اثر کربن بر زمین را از بین ببرد. انتظار می رود این پروژه تا 10 سال دیگر آغاز به کار کند.

محققین مسئول این برنامه، می گویند: در این پروژه مدلسازی دیجیتال منابع فیزیکی زمین و بعلاوه پدیده های مرتبط با آن مانند تغییرات آب و هوایی، آب ها و منابع زیرزمینی، منطقه ها قطبی و دیگر موارد با دقت بالایی انجام می گردد و به این ترتیب، یاری می نماید تا با برنامه ریزی دقیق برای جلوگیری از آسیب به محیط زیست، گذار به زمین سبز مقدور گردد.

دانشمندان برای اینکه بتوانند همزاد دیجیتالی زمین را بسازند، از ابرکامپیوتر ها و فضای ابری بهره گرفته اند تا به این ترتیب هم قدرت پردازش بالایی به دست آورند و هم فضا برای نگهداری داده های گسترده خود را داشته باشند. چالشی که در حال حاضر پروژه با آن روبه رو است، این است که تا کنون کامپیوتری با قدرت پردازش چنین داده هایی ساخته نشده است و اروپا میخواهد به این زمینه ورود کند و بتواند ابرکامپیوتری بسازد که در هر ثانیه بیش از یک میلیارد محاسبه را انجام دهد.

اروپا برای ساخت این کامپیوتر 8 میلیارد یورو سرمایه گذاری نموده است. طی سال 2021 نسخه اولیه همزاد دیجیتالی زمین با ابرکامپیوتر های کنونی آغاز به کار می نماید، ولی ادامه پروژه به زمانی موکول می گردد که فراوری ابرکامپیوتر اصلی به خاتمه برسد. در زمانی که فراوری ابرکامپیوتر در حال اجرا است، دانشمندان داده های مربوط به زمین و فعالیت های انسانی را جمع آوری می نمایند و در واقع بانک اطلاعاتی می سازند که هر لحظه در حال به روزرسانی است.

با آغاز به کار کردن این پروژه، دانشمندان می توانند شبیه سازی هایی را در آینده انجام دهند که پارامتر های مورد استفاده در آن از قطعیت بالاتری برخوردار هستند و به یاری این شبیه سازی ها می توان با تغییرات آب و هوایی مقابله کرد.

محققین امیدوارند این سیستم نو در آینده بتواند طوفان های سهمگین و دیگر حوادث غیرمترقبه را هم پیش بینی کند و به یاری آن بتوانیم برای مقابله با حوادث طبیعی برنامه ریزی کنیم.

همزاد دیجیتال چیست؟

همزاد دیجیتال نمود دیجیتالی یک جسم فیزیکی، فرآیند یا سرویس است. در واقع یک همزاد دیجیتال یک کپی دیجیتال از جسمی در دنیای فیزیکی (مانند موتور جت یا نیروگاه بادی یا حتی مواردی بسیار عظیم تر مانند ساختمان ها یا حتی کل شهر) می باشد.

از همزاد های دیجیتال بعلاوه برای تکرار فرآیند ها به منظور جمع آوری داده ها برای پیش بینی نحوه اجرای آن ها مورد استفاده قرار داد. در واقع، یک همزاد دیجیتال برنامه ای رایانه ای است که با یاری داده های واقعی، شبیه سازی هایی ایجاد می نماید و عملکرد محصول یا فرآیندی را پیش بینی می نماید.

این فناوری با ادغام اینترنت اشیا، هوش مصنوعی و تحلیل داده خروجی را بهبود می بخشد. با پیشرفت یادگیری ماشین و حوزه هایی، چون داده های کلان استفاده از این الگو های مجازی و دیجیتالی تبدیل به اصلی مهم در مهندسی مدرن برای ایجاد نوآوری و بهبود عملکرد شده است.

فناوری همزاد دیجیتال چگونه کار می نماید؟

برای ایجاد یک همزاد دیجیتال متخصصیان ریاضی کاربردی یا علوم داده آغاز به تحقیق درباره فیزیک و داده های عملیاتی یک شی فیزیکی یا سیستم می نمایند تا بتوانند مدل ریاضی آن را شبیه سازی نمایند. توسعه دهندگان همزاد های دیجیتال، باید از دریافت بازخورد حسگر های جمع آوری نماینده داده های نسخه واقعی آن به وسیله مدل رایانه ای مجازی اطمینان حاصل نمایند. بدین صورت نسخه دیجیتال قادر به تقلید و شبیه سازی هر آن چه نسخه اصلی در آن موقع دارد خواهد بود.

به طور خلاصه با وجود یک نسخه دیجیتال، فرایند های فناوری استراتژیک بهبود می یابند، می توان از خرابی های سنگین در اشیای فیزیکی جلوگیری کرد و بعلاوه با استفاده از قابلیت های پیشرفته تحلیلی، نظارتی و پیش بینی فرآیند ها و سرویس ها را مورد آزمایش قرار داد.

یک همزاد دیجیتال به اندازه احتیاج شما ممکن است پیچیده یا ساده طراحی گردد، و متناسب با نوع شبیه سازی مقادیر مختلف داده را برای شما معین کند.

از همزاد و نمونه اولیه می توان برای عرضه بازخود محصول در هنگام فراوری استفاده کرد، بعلاوه می تواند نمونه اولیه مدل خود پیش از عرضه نسخه فیزیکی باشد.

مزایا

یک همزاد دیجیتال وابسته به نوع، مکان و زمان استفاده مزایای مختلفی خواهد داشت. به اسم مثال بهره گیری از همزاد دیجیتال در نظارت بر محصولات موجود مانند توربین بادی یا خطوط لوله انتقال نفت هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش دهد.

از همزاد های دیجیتال بعلاوه می توان برای نمونه سازی قبل از فراوری، کاهش نواقص محصول و کوتاه شدن زمان عرضه به بازار استفاده کرد. بهبود فرآیند، نظارت بر سطح پرسنل در برابر خروجی و یا همسوکردن یک زنجیره تامین با احتیاج های فراوری و نگهداری از دیگر موارد استفاده این فناوری هستند.

افزایش قابلیت اطمینان و در دسترس بودن به وسیله نظارت و شبیه سازی برای بهبود عملکرد مزایای مشترک این فناوری در حوزه های مختلف است. بدین ترتیب حتی می توان خطر عارضه های ناگهانی و خرابی های برنامه ریزی نشده را کاهش داد، با پیش بینی این خرابی ها هزینه های تعمیر و نگهداری کاهش می یابد و بدین ترتیب با برنامه ریزی نحوه نگه داری، تعمیر و سفارش قطعات جایگزین اثرات منفی احتمالی آن ها بر فراوری کاهش می یابند. یک همزاد دیجیتال می تواند با تحلیل مدل های سفارشی سازی شده به صورت مستمر بهبود داشته باشد و به وسیله آزمون عملکرد در زمان واقعی، کیفیت محصول را تضمین کند.

با همه این مزایا، وجود همزاد دیجیتال در همه حوزه کاربردی نخواهد بود، زیرا ممکن است پیچیدگی های کار را افزایش دهد. بعضی از چالش های صنعت و کسب و کار احتیاجی به وجود یک همزاد دیجیتال ندارد و بدون سرمایه گذاری در این فناوری و صرف هزینه و زمان، رفع خواهند شد.

کاربرد های همزاد دیجیتال

همزاد های دیجیتال در حوزه گسترده ای از صنایع و کسب و کار ها و در کاربرد های مختلفی موارد استفاده قرار می گیرند. بعضی مثال های قابل توجه آن در ادامه ذکر شده اند:

فراوری: به یاری همزاد های دیجیتال زمان فراوری کاهش یافته و فراوری کارامدتر و ساده تر می گردد.

خودروسازی: از یک نمونه همزاد دیجیتال در صنعت خودرو برای جمع آوری و تحلیل داده های عملیاتی یک وسیله نقلیه به منظور ارزیابی شرایط آن در نسخه واقعی و اطلاع از پیشرفت های محسوس استفاده می گردد.

فروش: به منظور مدل سازی و تقویت تجربه مشتری، چه در سطح یک مرکز خرید و چه برای فروشگاه های خاص و عظیم می توان از همزاد های دیجیتال استفاده کرد.

مراقبت های بهداشتی: همزاد دیجیتال در زمینه اهدای عضو و آموزش جراحی قابل استفاده است. بعلاوه توانایی مدلسازی جریان افراد به بیمارستان و وجود عفونت و اندازه خطر تماس با آن ها را دارند.

مدیریت بحران: تغییرات آب و هوایی دنیای تاثیرات بسیاری در سراسر دنیا داشته است. با استفاده از همزاد های دیجیتال می توان با مطلعی از آینده زیرساخت هایی هوشمندتر، برنامه های واکنشی بحرانی و نظارت بر تغییرات آب و هوایی ایجاد و با این مساله مقابله کرد.

شهر های هوشمند: از همزاد های دیجیتال بعلاوه در یاری به شهر ها از لحاظ مالی، زیست محیطی و اجتماعی می توان استفاده کرد. مدل های مجازی قابلیت راهنمایی برنامه ریزی ها و ارائه راه چاره هایی برای چالش های پیش رو در شهر های مدرن را می دهند. به اسم مثال با پاسخ دهی سریع همزاد در مورد تخت های بیمارستانی در شرایط بحرانی می توان از ظرفیت آن ها مطلع شد.

منبع: فرادید