תאום דיגיטלי
תאום דיגיטלי הוא מודל דיגיטלי של מוצר, מערכת או תהליכים פיזיים מתוכננים או ממשיים (תאום פיזי) המשמש כמקביל דיגיטלי שלהם למטרות כגון סימולציה, אינטגרציה, בדיקות, ניטור ותחזוקה.[1][2][3]
תאום דיגיטלי הוא "קבוצה של מודלים אדפטיביים המחקים את התנהגותה של מערכת פיזית במערכת וירטואלית, ומקבלים נתונים בזמן אמת כדי לעדכן את עצמם לאורך מחזור החיים שלה. התאום הדיגיטלי משכפל את המערכת הפיזית כדי לחזות כשלים והזדמנויות לשינוי, כדי לקבוע פעולות בזמן אמת לייעול או הפחתת אירועים בלתי צפויים, תוך התבוננות והערכת פרופיל הפעולה של המערכת."[4] אף על פי שהמושג מקורו מוקדם יותר (כהיבט טבעי של סימולציית מחשב באופן כללי), ההגדרה המעשית הראשונה של תאום דיגיטלי מקורה בנאס"א בניסיון לשפר את סימולציית המודל הפיזי של חלליות בשנת 2010.[5] תאומים דיגיטליים הם תוצאה של שיפור מתמיד במידול ובהנדסה.
בתחילת הראשונה של המאה ה-21, תעשיות הייצור החלו להתקדם מעבר להגדרת מוצר דיגיטלי ולהרחיב את מושג התאום הדיגיטלי לכל תהליך הייצור. פעולה זו מאפשרת להרחיב את יתרונות הווירטואליזציה לתחומים כגון ניהול מלאי, כולל ייצור רזה, מניעת תאונות מכונות, תכנון כלים, פתרון בעיות ותחזוקה מונעת. תאום דיגיטלי מאפשר, אם כן, יישום של מציאות מורחבת ומחשוב מרחבי לא רק על המוצר עצמו, אלא גם על כל התהליכים העסקיים התורמים לייצורו. [נדרש ציטוט]
היסטוריה
[עריכת קוד מקור | עריכה]שורשיו של רעיון התאום הדיגיטלי נטועים עוד בשנות ה־60 של המאה ה־20, במסגרת תוכניות החלל של נאס"א. אף כי המושג עצמו לא נטבע אז, נאס"א השתמשה באמצעי סימולציה מתקדמים כדי לדמות את משימות האפולו, ובפרט כדי לנתח את כישלון מכלי החמצן במשימת אפולו 13.[6]
הרעיון הרחב יותר, אשר לימים התפתח למושג "תאום דיגיטלי", קיבל ביטוי תאורטי מוקדם בספרו של החוקר והמדען האמריקאי דייוויד גלרנטר (*David Gelernter*), Mirror Worlds משנת 1991, שתיאר חזון של "עולמות מראה" שבהם יש העתק ממוחשב מקביל לכל מערכת ממשית.[7]
המונח Digital Twin עצמו נטבע לראשונה בשנת 1997 על ידי החוקרים הרננדס והרננדס (*Hernández & Hernández*), לאחר ששמות קודמים דוגמת *Virtual Twin* שימשו לתיאור גישות דומות.[8]
מושג התאום הדיגיטלי כולל שלושה מרכיבים עיקריים: האובייקט או התהליך הפיזי והסביבה שבה הוא פועל, הייצוג הדיגיטלי של אותו אובייקט או תהליך, וערוץ התקשורת המחבר ביניהם, שבו זורמים נתונים ומידע בזמן אמת, כולל זרימות חיישנים (sensor flows) ומידע סביבתי. ערוץ תקשורת זה מכונה לעיתים בשם החוט הדיגיטלי (*Digital Thread*).[9]
המועצה הבין־לאומית להנדסת מערכות (INCOSE) מציינת כי "תאום דיגיטלי הוא מושג קרוב אך מובחן מהנדסה דיגיטלית. הוא מהווה מודל נאמן־מציאות של מערכת, שניתן להשתמש בו כדי לשחזר את פעולתה של המערכת בפועל".[9]
משרד ההגנה של ארצות הברית (DoD) גיבש בשנת 2018 את אסטרטגיית ההנדסה הדיגיטלית (*Digital Engineering Strategy*), שבה הוגדר תאום דיגיטלי כ־"סימולציה משולבת מרובת־פיזיקות, מרובת־סקאלות והסתברותית של מערכת בנויה, המתאפשרת באמצעות ה־Digital Thread, ומשתמשת במודלים, מידע סנסורי ונתונים מיטביים כדי לשקף ולחזות את ביצועי התאום הפיזי לאורך חייו".[10]
קישורים חיצוניים
[עריכת קוד מקור | עריכה]
הערות שוליים
[עריכת קוד מקור | עריכה]- ^ Moi, Torbjørn; Cibicik, Andrej; Rølvåg, Terje (במאי 2020). "Digital twin based condition monitoring of a knuckle boom crane: An experimental study". Engineering Failure Analysis. 112. doi:10.1016/j.engfailanal.2020.104517.
{{cite journal}}: (עזרה) - ^ Haag, Sebastian; Anderl, Reiner (בינואר 2018). "Digital twin – Proof of concept". Manufacturing Letters. 15: 64–66. doi:10.1016/j.mfglet.2018.02.006.
{{cite journal}}: (עזרה) - ^ Boschert, Stefan; Rosen, Roland (2016). "Digital Twin—The Simulation Aspect". Mechatronic Futures. pp. 59–74. doi:10.1007/978-3-319-32156-1_5. ISBN 978-3-319-32154-7.
- ^ Semeraro, Concetta; Lezoche, Mario; Panetto, Hervé; Dassisti, Michele (בספטמבר 2021). "Digital twin paradigm: A systematic literature review". Computers in Industry. 130. doi:10.1016/j.compind.2021.103469.
{{cite journal}}: (עזרה) - ^ Negri, Elisa; Fumagalli, Luca; Macchi, Marco (2017). "A Review of the Roles of Digital Twin in CPS-based Production Systems". Procedia Manufacturing. 11: 939–948. doi:10.1016/j.promfg.2017.07.198.
- ^ NASA (1970). "Apollo 13 Review Board Report". *NASA History Series*.
- ^ Gelernter, D. (1991). *Mirror Worlds: Or the Day Software Puts the Universe in a Shoebox...How It Will Happen and What It Will Mean.* Oxford University Press.
- ^ Hernández, D., & Hernández, F. (1997). "Digital Twin Conceptual Model". *Proceedings of the 1997 IEEE Conference on Systems Modeling*.
- ^ 1 2 INCOSE (2018). *Systems Engineering Body of Knowledge (SEBoK)*, Digital Twin Section.
- ^ U.S. Department of Defense (2018). *Digital Engineering Strategy.* Office of the Under Secretary of Defense for Research and Engineering.