—#nbsp;Словосочетание «цифровой двойник» вызывает множество ассоциаций. Что#nbsp;же обозначает это понятие?
—#nbsp;На#nbsp;самом деле, цифровые двойники появляются в#nbsp;разных сферах#nbsp;— от#nbsp;искусственного интеллекта и#nbsp;машинного обучения до#nbsp;нанотехнологий и#nbsp;фотоники. Существует немало терминов, которыми разные люди обозначают по#nbsp;сути одно и#nbsp;тоже#nbsp;— цифровые близнецы, клоны, аватары, кузены и#nbsp;копии, однако они все#nbsp;же отличаются в#nbsp;деталях.
Цифровым двойником обозначают виртуальное представление сущностей и#nbsp;процессов реального мира, которые с#nbsp;помощью специального механизма синхронизируются между собой.
Отдельно проговорим, что есть документ, утвержденный приказом Росстандарта, в#nbsp;котором вводится такой термин. Он#nbsp;распространяется на#nbsp;изделия машиностроения. Согласно стандарту цифровой двойник#nbsp;— это система, которая состоит из#nbsp;цифровой модели изделия и#nbsp;двусторонних информационных связей с#nbsp;ним или его составным частями.
—#nbsp;Сразу возникает вопрос о#nbsp;понимании цифрой модели.
—#nbsp;Это тоже система. Система математических и#nbsp;компьютерных моделей, а#nbsp;также электронных документов, которые описывают структуру, функции и#nbsp;поведение изделия на#nbsp;различных стадиях. Модели обязательно валидируют, то#nbsp;есть подтверждают их#nbsp;адекватность#nbsp;— истинность относительно свойств реальных объектов. По#nbsp;сути разработчики проверяют, что определенные значения действительно могут быть при таких-то условиях, определяют диапазон точности.
—#nbsp;Зачем в#nbsp;принципе нужны цифровые двойники и#nbsp;модели?
—#nbsp;В#nbsp;первую очередь, они дают возможность сократить количество натурных испытаний, которые всегда ограничены ресурсными и#nbsp;финансовыми возможностями. Цифровые или, как их#nbsp;еще называют, виртуальные испытания предоставляют больше пространства для маневра и#nbsp;прав на#nbsp;уточнение параметров. Кроме сокращения затрат и#nbsp;снижения сроков разработки опытных образцов мы#nbsp;получаем и#nbsp;повышение уровня надежности и#nbsp;эффективности эксплуатации изделия.
—#nbsp;Говоря про валидацию моделей, мы#nbsp;всегда имеем в#nbsp;виду работу с#nbsp;большими объемами информации?
—#nbsp;В#nbsp;большинстве случаев#nbsp;да. Данные получают как во#nbsp;время виртуальных испытаний, так и#nbsp;в#nbsp;виде цифровой тени#nbsp;— потоковой информации, которая поступает от#nbsp;реального изделия, находящегося в#nbsp;эксплуатации.
Стоит отметить, разработка и#nbsp;применение цифровых двойников лежит в#nbsp;основе деятельности Научного центра мирового уровня в#nbsp;нашем университете. Перед исследователями стоит задача создать такую технологию на#nbsp;основе цифровых моделей поведения жидкостей в#nbsp;каналах принципиально малых размеров. Ее#nbsp;можно будет использовать, например, при изучении процессов химического заводнения нефтеносных пластов.
—#nbsp;Среди разработок ученых ТюмГУ есть пример создания цифрового двойника?
—#nbsp;Например, виртуальная интегрированная модель системы бесштанговой добычи нефти. Она нацелена на#nbsp;исследование производительности в#nbsp;зависимости от#nbsp;состава и#nbsp;параметров каждого узла (единицы) оборудования, апробацию изменений в#nbsp;конструкции до#nbsp;реализации «в#nbsp;железе». Цифровой двойник включает в#nbsp;себя: насос, его привод, гидрозащиту, погружной электродвигатель, станцию управления, а#nbsp;также скважину и#nbsp;пласт.
С#nbsp;помощью модели можно предсказать, как эффективность нефтедобычи будет меняться в#nbsp;зависимости от#nbsp;расстояния, скорости, давления, температуры, силы тока и#nbsp;т.#nbsp;д. Для валидации модели мы#nbsp;сравниваем полученные результаты с#nbsp;теми, что показал образец системы добычи на#nbsp;опытной скважине.
—#nbsp;Почему#nbsp;же тема цифрового двойника, кажущаяся достаточно сложной в#nbsp;плане разработки и#nbsp;проверки, интересна и#nbsp;полезна студентам?
—#nbsp;Мастер-класс по#nbsp;цифровому двойнику посетили достаточно много ребят. Важность обсуждения заключается в#nbsp;том, что технология цифровых двойников является представителем так называемых «сквозных» технологий. Правильное понимание возможностей позволит эффективно включать ее#nbsp;в#nbsp;новые проекты и, сочетая с#nbsp;другими, значительно повышать качество проектирования и#nbsp;производительность создаваемых систем.
Кроме того, в#nbsp;ТюмГУ запущен электив «Компьютерный инжиниринг. Цифровой инструментарий», в#nbsp;программу которого также вошла работа с#nbsp;цифровыми моделями. В#nbsp;течение нескольких семестров дисциплина вызывает отклик у#nbsp;студентов совершенно разных направлений. Ребята могут выбрать электив в#nbsp;рамках образовательной модели ТюмГУ, реализуемой в#nbsp;соответствии со#nbsp;стратегическим проектом программы развития «Приоритет 2030». Студенты, безусловно, априори приходят заинтересованными в#nbsp;проектной деятельности в#nbsp;сфере «сквозных» технологий.