Nhân bản số hóa đang tối ưu hóa chuỗi cung ứng và nhiều hơn nữa. Đây là lý do tại sao doanh nghiệp nên quan tâm. Khi các tổ chức phát triển sản phẩm mới, cải thiện chuỗi cung ứng hoặc muốn có thêm khả năng quan sát vào hoạt động của họ, làm thay đổi các quy trình và hệ thống hiện tại để thử nghiệm có thể là một công việc đáng sợ, rủi ro và tốn kém. Họ có thể giảm thiểu những rủi ro này với digital twin, một giải pháp tiềm năng đã xuất hiện nhờ sự phát triển của Internet of Things (IoT), cảm biến, edge computing, công nghệ đám mây, truyền thông không dây và dữ liệu.
Digital twin là một biểu hiện ảo hoặc bản sao của một hệ thống hoặc môi trường vật lý. Nó cho phép các tổ chức thử nghiệm xem một thay đổi hoạt động hoặc đầu tư có phải là đúng cho họ không, trước khi quyết định tiếp tục. Định nghĩa chính thức của Digital Twin Consortium mô tả digital twin là “một biểu hiện ảo của các thực thể và quy trình thế giới thực, được đồng bộ ở một tần suất và tính kết hợp cụ thể.”
Digital twins là bản sao chính xác của tài sản thế giới thực, mô phỏng cách hoạt động của tài sản gốc trong thế giới vật lý. Chúng có thể bao gồm thiết bị trên dây chuyền sản xuất, mẫu xe, máy bay, hệ thống sản xuất và thậm chí cả chuỗi cung ứng toàn bộ. Một tài sản sao chép có thể dường như không quan trọng, nhưng khi sử dụng để tạo ra một mạng lưới số hóa bao gồm toàn bộ tập hợp các tài sản thế giới thực của một tổ chức, digital twins có thể cung cấp cho doanh nghiệp một tổng quan thực tế về thiết bị và hệ thống hiện có – và hiệu suất của chúng.
Những hệ thống sao chép này, được tạo ra thông qua dữ liệu thu thập từ các tài sản thế giới thực, có thể được thử nghiệm số hóa mà không gây ra rủi ro thực sự. Dữ liệu là một trong những đồng tiền quý giá nhất của thế giới hiện nay, và triển khai công nghệ digital twin cho phép các doanh nghiệp khai thác thông tin này để tạo ra những hiểu biết hành động được.
Các loại digital twins có thể đa dạng như các tài sản mà chúng đại diện. Chúng có thể dựa trên các thực thể, hệ thống hoặc quy trình. Chúng có thể được xây dựng để mô phỏng các hệ thống và chuỗi cung ứng hiện có, kiểm tra tính tương tác của tài sản hoặc thử nghiệm vật liệu và thành phần vật lý. Loại thiết lập này được biết đến là composite digital twin.
Nhiều doanh nghiệp ngày nay hưởng lợi từ digital twins được phát triển cho bảo dưỡng dự đoán và hoạt động như những bản sao ảo của các hệ thống phức tạp. Một loại quan trọng của digital twin được sử dụng để tưởng tượng và hoàn thiện các dòng sản phẩm mới, điều này có thể là vô cùng quý giá trong quy trình thiết kế sản phẩm và giai đoạn kiểm tra sau đó.
Mã hoá thực tế, digital twins, và tính toán không gian: Một hướng dẫn doanh nghiệp về cách thay đổi trải nghiệm người dùng
Một ứng dụng tiềm năng khác của công nghệ digital twin là tạo ra các biểu hiện ảo của khách hàng. Theo Gartner, việc tạo ra một “digital twin của khách hàng” (DToC) có thể cải thiện độ chính xác trong dự báo cầu và phân tích hành vi.
Các lợi ích của công nghệ digital twins rộng lớn.
Digital twins cung cấp môi trường cho các tổ chức để thiết kế, thử nghiệm và điều chỉnh thiết kế sản phẩm hoặc các quy trình hoạt động, mà không gây ra sự gián đoạn cho chuỗi cung ứng và quy trình làm việc hoạt động.
Hãy xem xét ví dụ sau: một nhà sản xuất muốn xem xét xem việc thay đổi một bộ cài đặt cụ thể trên dây chuyền sản xuất có thể cải thiện kết quả hay không. Thay vì đưa hoạt động xuống dừng trên sàn nhà máy, nhà sản xuất có thể thay vào đó chạy thử nghiệm sử dụng dữ liệu hiệu suất và thông tin trạng thái hệ thống – rut từ cảm biến được trang bị trong thiết bị – để tạo ra bản sao ảo cho thử nghiệm.
Điều này cung cấp một cách an toàn cho công ty xác định liệu các thay đổi sẽ hoạt động hay không, đồng thời cũng tiết kiệm cho họ chi phí liên quan đến việc phải tạm ngừng sản xuất. Nguyên tắc tương tự có thể được áp dụng vào thiết kế sản phẩm, nơi các doanh nghiệp có thể đánh giá các mẫu nguyên mẫu mà không cần đầu tư hoàn toàn vào việc phát triển hoặc sản xuất chúng.
Theo nghiên cứu từ McKinsey, các nhà lãnh đạo nghiên cứu và phát triển hàng đầu cho biết rằng công nghệ digital twin đang có một ảnh hưởng “đáng kể” vào việc phát triển sản phẩm, thường cắt giảm thời gian phát triển tổng cộng từ 20% đến 50% và giảm chi phí.
Những lợi ích của công nghệ digital twin cũng mở rộng vào việc giám sát từ xa các tài sản trong thời gian thực. Digital twins có thể rút dữ liệu từ thiết bị vật lý, theo dõi hiệu suất và báo người dùng về các vấn đề tiềm ẩn để giải quyết nhanh chóng.
Digital twins cũng có một vai trò quan trọng trong thiết kế môi trường. Trong khi tạo ra thiết kế sản phẩm ảo trong các hệ thống như CAD không còn xa lạ, digital twins có thể tạo ra bản sao thực tế để hỗ trợ quy hoạch đô thị và phát triển cơ sở hạ tầng quan trọng.
Các rủi ro tiềm năng của công nghệ digital twin
Công nghệ digital twin có thể thúc đẩy sự phát triển kinh doanh và cung cấp thông tin giúp ra quyết định dựa vào dữ liệu tổng hợp thông tin, nhưng chúng không hoàn toàn không nhược điểm.
Việc áp dụng công nghệ digital twin phải được xem xét cùng với sự trở lại từ mức đầu tư ban đầu có thể cao. Tạo ra bản sao chính xác của tài sản thực tế có thể là quá trình tốn thời gian với chi phí khởi đầu cao, và một ROI có thể không được đạt được cho đến khi một tổ chức có thể rút ra thông tin hữu ích từ digital twin của mình và áp dụng các thay đổi vào thực tế.
Hơn nữa, việc tạo ra môi trường phù hợp cho một thiết bị digital twin có thể rắc rối, đặc biệt nếu tương thích không hoạt động. Những hệ thống này cũng cần được theo dõi và bảo trì liên tục.
Ngoài ra, có rủi ro an ninh cần xem xét. Digital twins cần một mạng truy cập backend, lưu trữ đám mây và dữ liệu, và thường sẽ đòi hỏi các điểm truy cập vào tài sản và môi trường thực.
Nếu tư duy an ninh của một tổ chức làm yếu, kẻ tấn công mạng có thể xâm nhập vào hệ thống digital twin để tìm hiểu về toàn bộ hệ thống công nghệ và tài sản của nạn nhân, đánh cắp thông tin, hoặc gây ra thiệt hại rộng lớn.
Nhìn nhận và dự đoán của các chuyên gia
Các chuyên gia từ Gartner ước tính rằng thị trường digital twin sẽ đạt giá trị khoảng 183 tỷ đô la vào năm 2031. Theo công ty nghiên cứu, composite digital twins mang lại cơ hội lớn nhất.
Nghiên cứu từ MarketsandMarkets cho thấy rằng thị trường digital twin toàn cầu sẽ tăng từ khoảng 10,1 tỷ đô la vào năm 2023 lên tới 110,1 tỷ đô la vào năm 2028, do nhu cầu giảm chi phí sản xuất cùng với sự quan tâm ngày càng tăng trong ngành công nghiệp y tế.
So sánh, Fortune Business Insights dự đoán rằng thị trường digital twin toàn cầu, có giá trị khoảng 12,91 tỷ đô la vào năm 2023, sẽ tăng lên 17,73 tỷ đô la vào năm 2024 và 259,32 tỷ đô la vào năm 2032.
IDC dự báo rằng vào năm 2027, 35% trong số 2000 công ty hàng đầu sẽ sử dụng công cụ điều nhị cung ứng có tính năng digital twin.
Dữ liệu khảo sát từ McKinsey & Company cho thấy gần 75% các công ty đã áp dụng công nghệ digital twin với mức độ “trung bình” trở lên.
Các ví dụ thực tế về việc áp dụng digital twin
Nhận thức về công nghệ digital twin đang nhanh chóng lan rộ trên các ngành công nghiệp, bao gồm sản xuất, hàng không không lưu, vận tải, bán lẻ và y tế.
Một cuộc khảo sát được thực hiện bởi IDC đã tiết lộ sự quen thuộc ngày càng tăng về công nghệ digital twin trong những ngành này và các ngành khác. Tổng cộng, 52% các người tham gia trong lĩnh vực tài nguyên và xây dựng cho biết họ quen thuộc với công nghệ này, tiếp theo là 40% trong sản xuất và dịch vụ chuyên nghiệp, 37% trong vận tải và logistics cũng như trong ngành năng lượng, và 36% trong tài chính.
Các công nghệ digital twin dường như đang phát triển nhanh nhất trong các ngành có nhiều tài sản, bao gồm sản xuất, dầu và khí, hàng không không lưu, và ô tô. Tuy nhiên, công nghệ digital twin cũng được sử dụng trong bán lẻ, y tế và các chương trình thử nghiệm thành phố thông minh.
Cách thực hiện công nghệ digital twin ngày nay bao gồm:
Swisscom: Swisscom đã hợp tác với Ericsson để triển khai một dự án sử dụng digital twins mạng để tạo ra các khuyến nghị mạng. Nó đã giúp công ty viễn thông Thụy Sĩ đạt được 20% giảm tổng cộng công suất truyền, giảm tiêu thụ điện của trạm cơ sở và nâng cao tốc độ của khách hàng.
Mayo Clinic: Thông qua dữ liệu bao gồm hình ảnh số, di truyền và thiết bị đeo được, nhà cung cấp dịch vụ y tế Mayo Clinic đã sử dụng digital twins để tạo ra mô hình khách hàng tùy chỉnh cho chẩn đoán và điều trị.
Siemens: Công ty công nghệ Đức Siemens đang sử dụng digital twin của một nhà máy sản xuất điện ảo để mô tả cơ sở hạ tầng nhà máy, bao gồm các thành phần như pin năng lượng mặt trời và khí gioó.
NTT Indycar: Tổ chức đua xe ô tô Mỹ NTT Indycar Series sử dụng công nghệ digital twin, kết hợp với trí tuệ nhân tạo (AI) và phân tích dữ liệu, để tạo ra thông tin đua thời gian thực.
E.ON: Công ty năng lượng Đức E.ON đã ủy thác DNV triển khai digital twins để giám sát tài sản và thu thập dữ liệu hiệu suất.
BMW: Hãng ô tô BMW đang hợp tác với SAP để tạo ra các mô hình ảo của tất cả các nhà máy hoạt động của mình.
Orlando Economic Partnership: Tổ chức không lợi nhuận cho phát triển kinh tế và cộng đồng OEP đã hợp tác với SAP để triển khai digital twins để phát triển một công cụ quy hoạch đô thị, bao gồm biểu diễn 3D của khu vực đô thị.
Ngay từ năm 2018, Deloitte đã khám phá các trường hợp thực tế về việc áp dụng trong một báo cáo, nói rằng, “Các công ty đang sử dụng những ‘digital twins’ này trong một số ngành
When organizations develop a new product, revamp their supply chains, or want more visibility into their operations, disrupting existing processes and systems to experiment can be daunting, risky, and costly.
They can now mitigate these risks with a digital twin, which has emerged as a feasible solution due to the rise of the Internet of Things (IoT), sensors, edge computing, cloud technology, wireless communications, and data.
What is digital twin technology?
A digital twin is a virtual representation or replica of a physical system or environment. It enables organizations to test whether an operational change or investment is right for them, before deciding whether to proceed.
The Digital Twin Consortium’s official definition describes a digital twin as “a virtual representation of real-world entities and processes, synchronized at a specified frequency and fidelity.”
Also: 6 digital twin building blocks businesses need – and how AI fits in
Digital twins are exact replicas of real-world assets, modeled to simulate how the original assets operate in the physical world. These could include equipment on the factory floor, prototype vehicles, aircraft, manufacturing systems, and even entire supply chains.
One replicated asset may seem insignificant, but used to create a digital network comprising an organization’s full set of real-world assets, digital twins can give businesses a realistic overview of existing equipment and systems — and their performance.
These replica systems, generated through data gleaned from real-world assets, can be experimented with digitally without real-world risks. Data is one of the world’s most valuable currencies today, and implementing digital twin technologies allows enterprises to harness this information to generate actionable insights.
Types of digital twins
Digital twins can be as varied as the assets they represent. They can be entity, system, or process-based. They can be built to simulate existing systems and supply chains, check asset interoperability, or test physical materials and components. This type of setup is known as a composite digital twin.
Many businesses today benefit from digital twins developed for predictive maintenance and to operate as virtual clones of complex systems. One key type of digital twin is used to envision and refine new product lines, which can be invaluable in product design and subsequent testing stages.
Also: XR, digital twins, and spatial computing: An enterprise guide on reshaping user experience
Another potential application of digital twin technologies is the creation of virtual representations of customers. According to Gartner, creating a “digital twin of the customer” (DToC) could improve demand forecast accuracy and behavioral analytics.
The benefits of digital twins
The benefits of digital twin technologies are vast.
Digital twins provide an environment for organizations to design, test, and tweak product designs or operational processes, without disrupting active supply chains and workflows.
Let’s consider the following example: a manufacturer wants to see if changing a specific set of settings on a production line would improve results. Rather than ground operations to a halt on the factory floor, the manufacturer can instead run the experiment using performance data and system status information — pulled from sensors imbued in the equipment — to create a virtual replica for the test.
This provides a safe way for the company to identify whether or not the changes will work, while also saving them the cost associated with having to pause production. The same premise can be applied to product designs, where businesses can evaluate prototypes without fully investing in their development or manufacture.
Also: How digital twins and XR will transform product development in virtually every industry
According to McKinsey research, senior research and development leaders say that digital twin technologies are already making a “significant” impact on product development, often cutting total development times by 20% to 50% and reducing expenditure.
The benefits of digital twin technologies also extend to the remote monitoring of assets in real time. Digital twins can pull data from physical equipment, tracking performance and alerting users to potential issues so they can be remediated quickly.
Digital twins also have an important role in environmental design. While creating virtual product designs in systems such as CAD is nothing new, digital twins can create realistic replicas to support urban planning and the development of critical infrastructure.
The potential downsides of digital twin technologies
Digital twin technologies can drive business growth and provide valuable, data-driven insights into existing processes, but they are not without potential drawbacks.
The adoption of digital twin technologies must be considered in conjunction with the returns on potentially high levels of investment. Creating exact replicas of real-world assets can be a time-consuming process with a high start-up cost, and an ROI may not materialize until an organization can draw useful information from its digital twin and put changes into practice.
Also: Deploying digital twins: 7 challenges businesses can face and how to navigate them
Furthermore, creating the right environment for a digital twin setup can be complex, especially if interoperability is problematic. These systems must also be constantly monitored and maintained.
Moreover, there are security risks to consider. Digital twins need a network of backend access, cloud storage, and data, and will typically require entry points into real-world assets and environments.
If an organization’s security posture is lacking, cyber attackers could infiltrate the digital twin system to learn about the victim’s full stack of technologies and assets, steal information, or cause widespread destruction.
Analyst insights and predictions
- Gartner analysts estimate that the digital twin market will reach a value of approximately $183 billion by 2031. According to the research firm, composite digital twins present the largest opportunity.
- MarketsandMarkets research suggests that the global digital twin market will grow from an estimated $10.1 billion in 2023 to $110.1 billion by 2028, driven by the need to reduce manufacturing costs alongside increasing interest in the healthcare industry.
- Comparatively, Fortune Business Insights predicts that the global digital twin market, valued at $12.91 billion in 2023, will grow to $17.73 billion in 2024 and $259.32 billion by 2032.
- IDC forecasts that by 2027, 35% of G2000 companies will employ supply chain orchestration tools featuring digital twin capabilities.
- McKinsey & Company survey data indicates that close to 75% of companies have already adopted digital twin technologies with at least “medium” complexity levels.
Real-world examples of digital twin adoption
Awareness of digital twin technology is quickly spreading across industries, including manufacturing, aerospace, transport, retail, and healthcare.
A survey conducted by IDC revealed an increasing familiarity with digital twin technologies in these industries and others. In total, 52% of respondents in resources and construction said they were familiar with the technology, followed by 40% in manufacturing and professional services, 37% in transportation and logistics as well as in energy, and 36% in finance.
Also: How digital twins could save time, money, and lives in developing prescription drugs
Digital twin technologies appear to be growing most rapidly in asset-heavy industries, including manufacturing, oil and gas, aerospace, and automotive. However, digital twin technologies are also used in retail, healthcare, and smart city pilot schemes.
Real-world cases of digital twin technology today include:
- Swisscom: Swisscom worked with Ericsson to roll out a project that utilized network digital twins to produce network recommendations. It helped the Swiss telco achieve a 20% overall reduction in transmit power, lower base station power consumption, and improved customer speeds.
- Mayo Clinic: Through data including digital imaging, genetics, and wearable devices, healthcare provider Mayo Clinic has used digital twins to create custom patient models for diagnostics and treatment.
- Siemens: German tech conglomerate Siemens is utilizing a virtual power plant digital twin to map out power plant infrastructures, including components such as solar panels and wind turbines.
- NTT Indycar: US auto racing body NTT Indycar Series uses digital twin technologies, combined with AI (artificial intelligence) and data analytics, to produce real-time racing insights.
- E.ON: E.ON, a German energy company, appointed DNV to implement digital twins to monitor its assets and collect performance data.
- BMW: Automaker BMW is working with SAP to create virtual models of all of its active factories.
- Orlando Economic Partnership: The OEP, a not-for-profit economic and community development organization, engaged SAP’s help to roll out digital twins to develop an urban planning tool (OEP), including 3D representations of metropolitan areas.
As far back as 2018, Deloitte explored real-world cases of adoption in a report, saying, “Companies are using these ‘digital twins’ in a growing number of industries, making it easier to design and operate complex products and processes ranging from wind turbines to supermarket aisles. Digital twins are accelerating product and process development, optimizing performance, and enabling predictive maintenance.”
The 2018 Deloitte study outlines how these companies have benefited from digital twins:
- Maserati: The automaker is using digital twin technologies to accelerate product design. Virtual modeling and simulation are reducing the number of expensive, real-world prototypes required, as well as the need to launch physical wind tunnel tests and test drives, cutting vehicle development time by 30%.
- GE: The tech giant is using digital twins to model supply chain and factory processes at its Nevada facility to improve inventory management.
- Dassault Systems: The healthcare company is building a library of realistic human heart simulations that physicians can consult to better understand a patient’s condition in real time.
Alongside the cloud, AI, machine learning, and data analytics, digital twin technologies have the potential to vastly improve production, manufacturing, and supply chains. Digital twins are not static; instead, they can integrate a host of modern technologies to give businesses a holistic, transparent overview of their assets and how they work together — hence, improving business outcomes, allowing informed decision-making, and increasing efficiency.
With interest and understanding of digital twin technologies increasing every year, we can expect that many more organizations will create and capitalize on their own digital twins in the future.
[ad_2]