Цифровите близнаци като инструмент за устойчиво развитие

Експертите разделят цифровите близнаци на три основни типа по отношение на техните възможности и начини за употреба - прототипен, илюстрационен и събирателен цифров близнак.

При прототипния цифров близнак се използват бази данни, съдържащи цялата необходима информация за описание и създаване на прототипи на физическата версия, която на практика се превръща в дигитално копие на обект или система. Този тип цифрови близнаци не отразяват в реално време промените, извършвани върху физическия актив.

Илюстрационният цифров близнак използва бази данни, които остават взаимосвързани с физическите обекти през целия им жизнен цикъл. Наборът включва геометрията на физическия екземпляр и неговите компоненти, списък на функциониращите секции и цялата информация, свързана със създаването им, описания на минали действия по поддръжка и управление. Този тип цифрови близнаци работят с данни в реално време, събирани от сензори, които гарантират постоянната актуализация на дигиталния модел спрямо промените във физическото му тяло.

Събирателните цифрови близнаци агрегират и обработват всички възможни набори от данни, уловени от сензори, в реално време, а по-късно ги анализират спрямо контекста.

Строителство, транспорт, електроника - цифровите близнаци като инструмент за устойчивост

Различната типология на цифровите близнаци прави технологията подходяща за широк спектър индустрии. Освен оптимизацията на всевъзможни бизнес процеси тя може да играе водеща роля и за намаляването на въглеродния отпечатък на компаниите в различни сектори. От Accenture посочват няколко сфери, в които цифровите близнаци могат да да се превърнат в ключ за устойчиво развитие.

Строителство и градове

Търговските и жилищните сгради са отговорни за 40% от световното търсене на енергия, 60% от употребата на електричество и 25% от световното потребление на вода. Това записва на тяхна сметка приблизително 1/3 от глобалните емисии на парникови газове.

Според анализа Accelerating sustainability with virtual twins, публикуван в блога на Accenture, именно технологията за цифрови близнаци може да бъде катализатор за превръщането на градовете във въглеродно неутрални системи. С нейна помощ потреблението на енергия в сградите може да бъде намалено с от 30% до 80%. Авторите на доклада изчисляват, че интеграцията на цифрови близнаци в по-широката рамка на интелигентните градове може да намали с 288 млрд. долара глобалните оперативни разходи за поддръжката, планирането и въвеждането в експлоатация на сграден фонд, както и неговия въглероден отпечатък.

Пример за това е доставчикът на услуги за сграден мениджмънт Aden. Компанията създава цифров близнак за един от своите търговски центрове в Чънду, Китай, който наблюдава, обобщава и анализира данни, за да планира и изпълнява дейности по инспекция, поддръжка и ремонт. Едновременно с това следи консумацията на енергия при различни сценарии.

Пакетиране на стоки

Индустрията за опаковане на стоки участва в 2/3 от международните търговски обеми. Нейният размер я изправя пред значителни предизвикателства по отношение на устойчивостта. Пример за това са селското, горското стопанство и земеделието, които генерират почти 1/4 от глобалните емисии на парникови газове, като в същото време 1/3 от световното производство на храни се губи по веригата на стойност, посочват от Accenture.

Технологията за цифрови близнаци може да залегне в основата на нов подход за допълнителна устойчивост чрез дизайн. Изчисленията сочат, че дизайнерските решения по отношение на пакетирането на стоки са отговорни за 80% от въздействието на продукта върху околната среда. "Цифровите близнаци позволяват интегрирането на идеята за устойчивост още в началото на жизнения цикъл на продукта. Това е моментът, в който се определя въздействието му върху околната среда и разходите за производството му. Виртуалното прототипиране позволява по-бързи итерации на дизайна и намалява необходимостта от физически тестове, което води до значителни ползи от гледна точка на въглеродния отпечатък", категорични са от Accenture и добавят, че това може да намали със 131 млрд. долара разходите за суровини и с 6 млрд. тези за разработка на продукти.

Транспорт и мобилност

Транспортът е един от секторите, в които въглеродният отпечатък расте с най-големи темпове. Това е ключово предизвикателство пред стратегията за декарбонизиране на световната икономика.

Превозните средства с нулеви емисии и автономните превозни средства играят критична роля за постигане на глобалните цели за намаляване на парниковите газове, а автомобилната индустрия е сред лидерите в използването на цифрови близнаци. Към края на 2020 г. 65% от производителите на автомобили използват симулация и цифрови близнаци, за да управляват продукти и активи.

С помощта на цифровите близнаци производителите могат да тестват множество дизайни и функции във виртуална среда с максимална точност. Технологията позволява и по-бързото развитие на автономни превозни средства. Значителното намаляване на нужните тестове чрез интеграцията на системи за симулация може да намали с до 429 млрд. долара разходите при разработване на автономни превозни средства в допълнение към огромното количество спестени парникови емисии.

Науки за живота

Науките за живота обхващат фармацевтичните и биофармацевтичните продукти, биотехнологии и медицински технологии. Тези индустрии стават все по-важни за постигането на глобалните цели за преход към икономика с нулеви емисии, тъй като данните показват, че техният отпечатък продължава да расте въпреки усилията за декарбонизация. Причината - постоянно нарастващото търсене на лекарства в световен мащаб. Анализът установява, че глобалната фармацевтична индустрия е с приблизително 55% по-интензивна на емисии от автомобилната.

Интеграцията на цифрови близнаци в производството на лекарства позволява на учените и операторите на инсталации да изпълняват множество сценарии с цел намиране на оптималната конфигурация, което подпомага намаляването на отпадъците и свързаните с тях емисии.

Електроника

Производителите на електроника са изправени пред тежки предизвикателства по отношение на устойчивостта. Производството на електронно оборудване генерира над 1/3 от парниковите емисии. Правилното изхвърляне и рециклиране на продуктите е друг основен проблем - едва 17.4% от 53.6 милиона тона електронни отпадъци са били правилно изхвърлени, събрани и рециклирани през 2019 г.

Цифровите близнаци могат да помогнат на този сектор да промени тенденцията, тъй като позволяват на дизайнерите на продукти да внедряват и следват принципите на кръговата икономика през всеки етап от проектирането и могат да помогнат на организациите в управлението на отпадъците. Това на свой ред би довело до 73 млрд. долара допълнителни приходи от засиленото обновяване и повторната употреба на оборудване, както и до драстично намаляване на въглеродните емисии на индустрията.

Това, разбира се, са една малка част от индустриите, които биха могли да се възползват от цифровите близнаци, за да подобрят представянето си по отношение на устойчивото развитие. Те обаче достатъчно добре илюстрират ролята, която технологията може да играе в това отношение, а от Accenture обобщават: "Въз основа на нашия анализ цифровите близнаци могат да осигурят до 1.3 трилиона долара икономическа стойност и 7.5 Gt намаление на въглеродните емисии до 2030 г."