Заводы заводят цифровые двойники

Цифровых двойников используют уже почти 22% компаний, а 34% планируют внедрить эту технологию, показало исследование Высшей школы бизнеса НИУ ВШЭ. В опросе, проведенном в июне ‒ сентябре 2024 г., приняли участие 353 респондента из 15 секторов экономики. Цифровые двойники – это виртуальные копии физических объектов, людей или процессов, которые можно использовать для моделирования их поведения, чтобы лучше понять, как они работают в реальной жизни.

Аналитики McKinsey в своем обзоре 2024 г. «Что такое Digital Twins» пишут: «Что бы вы сделали, если бы у вас была копия самого себя? Цифровой двойник, полностью вам идентичный?». А что, если бы эта копия была невосприимчива к боли или не испытывала сомнений? «Разум поражается возможностям. Вы смогли бы сами принимать решения и были бы гораздо больше уверены в результате. В бизнесе высокая степень уверенности чрезвычайно важна, а цифровые двойники способны вам в этом помочь», ‒ объясняют аналитики.

Копия для экспериментов

В самом базовом определении цифровой двойник – это виртуальная копия физического объекта или процесса, синхронизированная с реальностью, говорит директор Центра мультимедийных решений компании «Ланит-Интеграция» Леонид Жестев. При этом цифровой двойник отличается от информационной модели одной функцией ‒ предиктивной аналитикой, добавляет глава комитета по информационному моделированию градостроительной деятельности АРПП «Отечественный софт», заместитель генерального директора по научной работе АО «СиСофт Девелопмент» Михаил Бочаров. То есть цифровой двойник позволяет прогнозировать вероятностные особенности объекта, пояснил он. Например, цифровой двойник изделия используется для создания этого изделия и в основном рассчитан на отработку конструкции и виртуальные испытания, различные проверки и т. д., пояснил эксперт.

Выделяют продуктовых, процессных, системных и организационных цифровых двойников, отметил директор по информационным технологиям компании «EdgeЦентр» Сергей Липов. Первые используются для моделирования и тестирования продуктов на разных стадиях их жизненного цикла. Допустим, автомобильные компании могут создавать цифровых двойников новых моделей автомобилей для тестирования их аэродинамических характеристик и безопасности еще до начала производства, привел пример эксперт.

Двойники производственных процессов позволяют смоделировать цифровое предприятие для тестирования различных режимов работы, моделирования аварий или оптимизации выработки, продолжил основатель и управляющий партнер ООО «Монк Диджитал Лаб» Николай Ганюшкин. Впрочем, процессный двойник может отображать и бизнес-процессы: прогнозировать экономические показатели, для корректировки которых компания будет прорабатывать различные стратегии.

Системные двойники применяются для моделирования сложных систем, таких как энергетические сети или транспортные системы, пояснил Липов. Например, операторы энергетических сетей могут использовать системных двойников для прогнозирования потребления энергии и управления нагрузками на сеть, уточнил он.

Организационные же двойники представляют собой виртуальные копии целых организаций или их частей, сказал эксперт. Например, компании могут использовать таких двойников для моделирования различных сценариев развития бизнеса и оценки их последствий.

От производственных линий до городов

Технология цифровых двойников находит применение практически во всех отраслях экономики, отметил Жестев. Особенно широко она используется в промышленном производстве, где позволяет получить ощутимый экономический эффект в относительно короткие сроки, уточнил он. Цифровые двойники помогают моделировать заводы, производственные линии и оборудование, анализировать и оптимизировать производственные процессы, пояснил эксперт ГК «Цифра» Анатолий Сметанников. Используя данные с датчиков IoT, двойники позволяют предсказать износ оборудования и предотвратить неполадки, что снижает время простоя и затраты на обслуживание, добавил он.

Цифровые двойники нефтегазовых месторождений и трубопроводов помогают моделировать и оптимизировать процессы бурения, добычи и переработки, продолжил Сметанников. Они позволяют проанализировать гипотезы и сценарии «что ‒ если», провести расчеты прогноза работы для выбора оптимального режима, рассчитать экономический эффект, отметил эксперт.

Производитель парусных спортивных яхт Emirates Team New Zealand использует цифровых двойников акватории, лодок и экипажа, чтобы тестировать конструкции лодок без их реального построения, привела пример дискавери-исследователь «СКБ Контур» Мария Бурлуцкая.

Словенский производитель ПО Pygmalios предлагает технологию цифровых двойников для торговли: они в реальном времени получают данные из физического пространства магазинов о перемещениях и поведении покупателей, позволяя управлять потоками, вниманием посетителей торговых центров, добавила она. А, например, в российской компании Х5 (сети магазинов «Пятерочка», «Перекресток», «Карусель» и др.) развернута российская система Monq, под управлением которой поддерживается ресурсно-сервисная модель всего IT-окружения с более чем 2,5 млн единиц оборудования и сервисов, добавил Ганюшкин. Данная модель является к тому же динамической и строится на основе непрерывно поступающих данных из разных систем мониторинга и инвентаризации, уточнил он.

Актуальные разработки ведутся и в медицине, где в перспективе каждый человек может получить своего цифрового двойника, который позволит всесторонне анализировать состояние здоровья и наследственные предрасположенности, отметил Жестев.

Цифровые двойники используются и в строительстве ‒ для проектирования зданий, планирования отделочных работ и управления эксплуатацией ‒ указал директор департамента цифровых решений «Ланит-Терком» Марат Немешев. Например, в 2023 г. команда архитектурного бюро SHoP Architects и застройщика JDS Development создала цифрового двойника Бруклинской башни в Нью-Йорке ‒ 93-этажного небоскреба высотой более 320 м. По словам авторов проекта, благодаря визуализации цифровой двойник облегчил и ускорил коммуникацию между партнерами проекта, заказчиком, различными отделами двух фирм ‒ от маркетинга до фасадных консультантов.

Существует и концепция цифровых двойников целых городов. Так, диджитал-версия Сингапура позволяет моделировать процессы городского хозяйства, оптимизировать потребление энергии, движение транспорта, перечислила Бурлуцкая. В России уже есть цифровой двойник Москвы, а в ближайшие три года они появятся у всех городов-миллионников, заявлял в мае 2024 г. заместитель министра строительства и ЖКХ РФ Константин Михайлик.

Взрывной рост

Объем мирового рынка цифровых двойников сейчас ‒ $15–20 млрд в зависимости от того, какой перечень продуктов и услуг учитывать, рассказал руководитель аналитического центра компании Zecurion Владимир Ульянов. Российский рынок он оценивает в районе 1% мирового – в пределах 20‒25 млрд руб. «Оценка в любом случае очень примерная в силу нечетких критериев, а также высокой динамики роста. Эта динамика, безусловно, сохранится в ближайшие годы и для России, вероятно, будет даже выше, чем в среднем по миру», ‒ считает эксперт. Grand View Research прогнозирует рост общемирового рынка цифровых двойников с 2023 по 2030 гг. на 37,5% ежегодно, до $155,83 млрд. Ведущими странами в этой области являются США и Китай, которые делают значительные инвестиции в развитие технологии, уточнил Липов. Россия также активно внедряет цифровых двойников, но по темпам может уступать лидерам, пояснил он.

Среднегодовые темпы роста рынка цифровых двойников в России могут составлять от 30% до 40% в течение ближайших лет: он все еще формируется и развивается, сказал Сметанников. В 2020‒2023 гг. наблюдается рост интереса к этой технологии в таких секторах, как энергетика, нефтегаз, транспорт и строительство, уточнил он. Будущий рост отечественного рынка цифровых двойников может быть обеспечен за счет увеличения инвестиций в IT и цифровую трансформацию компаний, а также распространения ИИ-технологий, которые в процессе своего развития, например, в промышленности, могут опираться на работу с цифровыми двойниками, считает эксперт Центра искусственного интеллекта «СКБ Контур» Дмитрий Иванков.

В России цифровые двойники фигурируют в дорожной карте Национальной технологической инициативы (НТИ), напомнил Немешев. Согласно документу, к концу 2024 г. ожидается, что виртуальное моделирование освоят не менее 250 предприятий, потратив на это 145 млрд руб. В 2021 г. таких компаний было только 15, уточнил эксперт. «Эти показатели представляются излишне оптимистичными, поскольку остается открытым вопрос, за счет каких ресурсов будет достигнут резкий рост числа внедрений на предприятиях и каким образом будет оцениваться успешность цифровых двойников», ‒ заметил он.

Тем не менее, как считает Бочаров, в ближайшие годы по количеству и качеству цифровых двойников Россия обгонит средний мировой уровень.