Trong thời đại công nghệ số, Digital Twin được xem như một phát minh vĩ đại tạo ra khả năng mô phỏng tương đối chính xác. Với những ứng dụng đa dạng, Digital Twin đang trở thành một công nghệ đóng vai trò quan trọng trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Cùng đọc bài viết sau để hiểu rõ về khái niệm Digital Twin là gì cùng những ứng dụng tuyệt vời của công cụ khoa học này.
1. Digital Twin là gì?
Digital Twin hiểu đơn giản là một bản sao kỹ thuật số của một thực thể vật lý, chẳng hạn như một thiết bị, con người, quy trình hoặc hệ thống. Nó có khả năng lấy dữ liệu từ thế giới thực để tạo ra các dự đoán hoặc mô phỏng về cách thực thể vật lý đó sẽ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác nhau.
Digital Twins đang thay đổi cách thức thực hiện công việc trong nhiều ngành công nghiệp. Với các ứng dụng đa dạng, Digital twins có thể giúp các doanh nghiệp triển khai công nghệ này vào quy trình của họ để tăng cường hiệu quả và độ tin cậy.
Thuật ngữ “Digital twins” được đưa ra lần đầu tiên vào năm 2002 bởi tiến sĩ Michael Grieves – một giáo sư tại Đại học Michigan. Tuy nhiên, thời điểm đó chưa đủ thuận lợi để Digital twin phát triển. Đến năm 2010, sự bùng nổ của các công nghệ như nền tảng công nghệ IoT, điện toán đám mây, trí tuệ nhân tạo đã đem lại cơ hội mới cho Digital twins. Thuật ngữ này lại được tái sinh và phát triển mạnh mẽ hơn.
2. Mô hình hoạt động của Digital Twin
Digital twins là một công nghệ kỹ thuật số được phát triển dựa trên một chương trình máy tính, với mục đích sử dụng dữ liệu thu thập được từ thế giới thực để tạo ra các mô phỏng về các thực thể vật lý, chẳng hạn như một sản phẩm hoặc quy trình sản xuất.
Với sự kết hợp của các công nghệ như IoT, trí tuệ nhân tạo và điện toán đám mây, Digital twin có khả năng giúp các doanh nghiệp dự đoán phương thức hoạt động của các sản phẩm hoặc quy trình sản xuất. Bằng cách sử dụng các mô phỏng đó, các doanh nghiệp có thể tăng cường hiệu quả và độ tin cậy của quy trình sản xuất, giảm thiểu các rủi ro và chi phí liên quan đến các vấn đề kỹ thuật.
Các dữ liệu vận hành được phân tích trong một số điều kiện ngữ cảnh giả định khác nhau để tạo ra các kết quả khác nhau trong môi trường ảo hóa. Các khám phá quan trọng trong quá trình này giúp tăng tốc quá trình triển khai ở thực tế và giảm thiểu rủi ro.
Digital Twin có khả năng mô phỏng đối tượng vật lý trong thời gian thực và cung cấp thông tin chi tiết về hiệu suất và các vấn đề quan trọng khác của doanh nghiệp. Do đó, trong một số trường hợp, nó có thể đóng vai trò như một nguyên mẫu trước khi bất kỳ phiên bản vật lý nào được sản xuất.
3. Lợi ích của Digital twin
3.1 Xác định rủi ro nhanh chóng
Digital twin là một công nghệ có khả năng tạo ra một bản sao số của quy trình sản xuất hoặc sản phẩm, giúp các doanh nghiệp đánh giá và kiểm tra mọi bước đi trong quy trình sản xuất. Việc này giúp cho các doanh nghiệp có thể nhanh chóng phát hiện lỗi sai hoặc tình huống bất ngờ, tăng cường khả năng đánh giá rủi ro và cải thiện tốc độ phát triển sản phẩm mới.
Đồng thời, Digital Twin cũng giúp nâng cao độ uy tín của quy trình sản xuất và đảm bảo chất lượng sản phẩm đưa ra thị trường. Nhờ vào khả năng mô phỏng chân thực của Digital twin, các doanh nghiệp còn có thể đưa ra các quyết định hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
3.2 Tăng cường khả năng dự đoán
Digital Twin là một hệ thống IoT dựa trên cảm biến, giúp cho việc phân tích dữ liệu trở nên dễ dàng hơn và người dùng có thể tự động xác định rủi ro trong hệ thống. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể lên kế hoạch bảo trì chính xác hơn và tăng hiệu quả sản xuất đồng thời giảm chi phí bảo trì.
3.3 Giám sát từ xa
Với sự tích hợp của công nghệ IoT và đám mây, Digital Twin cho phép người dùng theo dõi và kiểm soát hệ thống từ xa bằng cách truy cập vào các dữ liệu được thu thập và mô phỏng. Điều này mang lại lợi ích cho các doanh nghiệp với các cơ sở hoạt động phân tán và giúp họ dễ dàng quản lý các quy trình sản xuất, bảo trì và sửa chữa một cách hiệu quả hơn.
Bên cạnh đó, Digital Twin còn cung cấp khả năng truy cập từ xa cho người dùng từ bất kỳ đâu có kết nối internet, giúp tăng tính linh hoạt trong quản lý hệ thống.
3.4 Tăng khả năng làm việc nhóm
Tính tự động hóa của Digital Twin giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và cải thiện hiệu suất của hệ thống sản xuất. Hơn nữa, với khả năng truy cập 24/7, các chuyên viên kỹ thuật có thể cùng nhau làm việc và giải quyết các vấn đề kỹ thuật nhanh chóng. Từ đó, năng suất và hiệu quả hoạt động của doanh nghiệp được nâng cao đáng kể.
3.5 Tiết kiệm chi phí
Digital twin giúp giảm thiểu rủi ro trong hoạt động sản xuất thực tế bằng cách cho phép người dùng thực hành và mô phỏng quy trình trong môi trường ảo. Việc này giúp quá trình thực hiện nhanh chóng, dễ dàng hơn và tiết kiệm chi phí. Bên cạnh đó, nó cũng đảm bảo chất lượng sản phẩm và giảm thiểu các rủi ro có thể xảy ra trong quá trình sản xuất.
3.6 Thúc đẩy chuỗi cung ứng
Công nghệ Digital Twin cung cấp cho doanh nghiệp khả năng xây dựng các hệ thống cửa hàng và chuỗi showroom trưng bày sản phẩm, tổ chức triển lãm và sự kiện ra mắt sản phẩm mới trong không gian số. Điều này cho phép sản phẩm và dịch vụ của doanh nghiệp tiếp cận được với các nhóm khách hàng mục tiêu trên toàn thế giới một cách trực quan và sinh động hơn.
Nhờ đó, các doanh nghiệp có thể tăng cường nhận diện thương hiệu, đa dạng hóa khả năng tiếp cận khách hàng, mở rộng quy mô hoạt động và nâng cao năng lực cạnh tranh trên thị trường.
4. Ứng dụng của Digital Twin
4.1 Thiết bị phát điện
Việc sử dụng cặp song sinh kỹ thuật số Digital Twin rất hữu ích cho các động cơ lớn như động cơ phản lực, động cơ đầu máy và tuabin phát điện, giúp thiết lập khung thời gian bảo trì định kỳ.
4.2 Hoạt động sản xuất
Vì Digital Twin phản ánh toàn bộ quá trình hoạt động của một sản phẩm, do đó chúng có thể được áp dụng trong tất cả các giai đoạn của quá trình sản xuất, bao gồm từ thiết kế, sản xuất cho đến hoàn thiện sản phẩm.
Lĩnh vực phù hợp nhất để áp dụng Digital Twin trong hoạt động kinh doanh là ngành sản xuất. Công nghệ này được ứng dụng để mô phỏng quy trình sản xuất, giúp các nhà sản xuất giải quyết các tình huống bất ngờ nhanh chóng, đảm bảo chất lượng sản phẩm được cải thiện và tiết kiệm chi phí sản xuất đến mức tối thiểu.
4.3 Công nghiệp ô tô
Đại diện cho nhiều loại hệ thống phức tạp và hoạt động, ô tô được thiết kế và sản xuất với sự hỗ trợ của cặp song sinh kỹ thuật số. Việc sử dụng cặp song sinh kỹ thuật số giúp cải thiện hiệu suất của xe và tăng hiệu quả trong quá trình sản xuất.
4.4 Quy hoạch đô thị
Các chuyên gia quy hoạch đô thị và kỹ sư dân dụng có thể sử dụng cặp song sinh kỹ thuật số để đáp ứng nhu cầu của các hoạt động quy hoạch đô thị, bằng cách hiển thị dữ liệu không gian 3D và 4D trong thời gian thực. Họ cũng có thể tích hợp hệ thống thực tế tăng cường vào môi trường xây dựng để đạt được kết quả tốt nhất cho quá trình quy hoạch.
4.5 Không gian vũ trụ
Các chuyên gia nhận thấy rằng Digital Twin đóng một vai trò rất quan trọng trong ngành hàng không vũ trụ ngày nay. Việc sử dụng Digital Twin cho phép các kỹ sư dự đoán và phân tích để nhìn thấy trước bất kỳ vấn đề nào liên quan đến khung máy bay, động cơ hoặc các bộ phận khác trong tương lai, nhằm đảm bảo an toàn cho hành khách trên máy bay.
4.6 Chăm sóc sức khỏe
Các công ty dược phẩm và nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe có thể tận dụng Digital Twins để tạo ra các mô hình bệnh nhân, bao gồm cả đặc điểm genetic, sinh lý và lối sống, từ đó cung cấp các dịch vụ chăm sóc sức khỏe cá nhân hóa, bao gồm cả thuốc được tùy chỉnh cho từng bệnh nhân.
