Mitä digitaaliset kaksoset ovat, ja miten niillä voidaan parantaa tuottavuutta?

Aloitetaan ensin määrittelemällä, mitä digitaalisilla kaksosilla tarkoitetaan. Digitaalinen kaksonen on lyhyesti sanoen virtuaalinen esitys fyysisestä esineestä, tilasta, palvelusta tai järjestelmästä. Se on koodiin perustuva kopio, jota ohjaa todellisista lähteistä saatava data. Tämän ansiosta digitaalinen kaksonen päivittyy ja muuttuu alkuperäisen version tavoin.

Digitaaliset kaksoset voivat vauhdittaa innovointia, parantaa tehokkuutta ja tukea älykkäämpää päätöksentekoa. Se on kullanarvoista, jos tavoitteena on kasvattaa liiketoimintaa, säästää kustannuksia ja samalla saavuttaa myös kestävän kehityksen tavoitteita.

Tarkastelemme nyt määritelmää tarkemmin, mukaan lukien erityyppisiä digitaalisia kaksosia, niitä käyttäviä aloja ja sitä, miksi digitaalisten kaksosten markkinoiden odotetaan kasvavan 110,1 miljardiin dollariin vuoteen 2028 mennessä.

Miten digitaalisten kaksosten tekniikka toimii?

Virtuaalitodellisuuden, yhdistetyn todellisuuden ja muiden uusien tekniikoiden tarjoamia mahdollisuuksia ammentavat digitaaliset kaksoset auttavat yrityksiä luomaan tuotteita, laajentamaan kapasiteettia nopeasti, kouluttamaan työntekijöitä ja tuomaan tiimejä yhteen. Ne tarjoavat virtuaalisen kurkistuksen tulevaan ja valaisevat tuloksia ennen kuin ratkaisujen toteuttamiseen käytetään aikaa, rahaa ja resursseja tosimaailmassa.

Digitaaliset kaksoset ovat paljon muutakin kuin tosimaailman asioiden kolmiulotteisia visualisointeja. Ne käyttävät antureita, jotka on asetettu jäljiteltävien fyysisten esineiden ja tilojen keskeisten toimintojen kohdalle. Anturit tarjoavat reaaliaikaisia ​​datalukemia, jotka heijastavat fyysisten vastineiden tapahtumia.

Vastaanottamansa datan avulla digitaalinen kaksonen voi luoda simulaatioita, analysoida tehokkuutta ja ehdottaa parannuksia.

Kaiken taustalla piilee laajamittaista tekniikkaa. Digitaaliset kaksoset käyttävät seuraavia tekniikoita:

• Yhdistetty todellisuus: virtuaalitodellisuuteen ja lisättyyn todellisuuteen perustuva yhdistelmä
• Koneoppiminen: tekoälyn käyttötapa, joka jäljittelee inhimillistä oppimista datan ja algoritmien avulla
• Generatiivinen tekoäly: dataa nopeasti analysoiva tekoäly, joka kokoaa tietoja, tekee ennustuksia ja ehdottaa vaihtoehtoisia lähestymistapoja
• Esineiden internet eli IoT: fyysisten laitteiden verkko, jossa olevien anturien ja ohjelmistojen avulla laitteet voivat jakaa tietoja ilman ihmisen apua
• Pilvipalvelut: internetin kautta tarveperusteisesti käytettävät tietojenkäsittelypalvelut.

Mihin digitaalisten kaksosten ohjelmistoja käytetään?

Digitaalisten kaksosten ohjelmistoja voidaan käyttää lukuisin eri tavoin monilla eri aloilla:

• Autoteollisuus: Ne auttavat valmistajia kehittämään ja testaamaan ajoneuvoja ja jopa ennakoimaan huoltotehtäviä kustannusten säästämiseksi. Tämä tekniikka tuotti 2,17 miljardia dollaria vuonna 2022, ja sen odotetaan tuottavan 34,58 miljardia dollaria vuoteen 2032 mennessä.¹
• Rakennusala: Urakoitsijat käyttävät digitaalisia kaksosia rakennusten suunnitteluun, suunnittelun optimointiin ja työnkulkujen jäljentämiseen, jotta vaarat voidaan tunnistaa ja turvallisuusriskit minimoida. Rakentamisen, konetekniikan ja arkkitehtuurin kansainvälisten digitaalisten kaksosten markkinoiden odotetaan kasvavan 36,9 prosentin vuosivauhtia vuosina 2023–2028.² Katso, miten VR mullistaa rakennusalaa.
• Energia-ala: Energiamittarien käyttödataa syötetään digitaalisiin kaksosiin, mikä auttaa palveluntarjoajia vastaamaan käyttötarpeeseen paremmin. Digitaalisten kaksosten avulla yritykset voivat ennakoida käyttöhuippuja ja valmistautua niihin. Alan digitaalisten kaksosten markkinoiden odotetaan kasvavan 32,5 prosentin vuosivauhtia vuosina 2022–2027.³
• Terveydenhuolto: Terveydenhuoltoalalla käytetään monia erilaisia digitaalisia kaksosia esimerkiksi potilaiden, elimien, sairaaloiden, laitteiden ja jopa testattavien lääkkeiden jäljittelemiseen. Tämä tekniikka tuotti 1,6 miljardia dollaria vuonna 2023, ja luvun odotetaan nousevan 21,1 miljardiin dollariin vuoteen 2028 mennessä.⁴
• Valmistus: Valmistusala on digitaalisten kaksosten käytön edelläkävijä. Manufacturing Leadership Councilin mukaan 58 prosenttia valmistajista käyttää jo digitaalisia kaksosia. Koska alalla riittää digitaalisten kaksosten varhaisia omaksujia, vuosittainen kasvuvauhti on tällä alalla suhteellisen alhainen: 16,5 prosenttia vuosina 2021–2030.⁵
• Ilmailu: Digitaaliset kaksoset vievät lentoasemakokemuksen aivan uusiin ulottuvuuksiin. Esimerkiksi Vancouverin kansainvälisen lentoaseman tiimi teki koko lentoasemasta kolmiulotteisen kartoituksen. Sen ansiosta pystyttiin selvittämään lentoaseman pullonkaulat, päättämään, minne lähtöselvitys- ja turvaporteilla tulisi ohjata lisätukea, sekä ennakoida käyttäytymistä tavallisesta poikkeavissa tilanteissa.

Digitaalisten kaksosten tyypit

Digitaaliset kaksoset jaetaan tavallisesti neljään tyyppiin:

Komponenttien digitaaliset kaksoset

Nämä ovat pienimpiä mahdollisia digitaalisia kaksosia. Komponenttikaksoset jäljittelevät yhtä tuotteen tai resurssin osaa. Niitä voidaan toisinaan jakaa vieläkin pienemmiksi osakaksosiksi. Ne kokoavat tietoa siitä, miten osat ovat vuorovaikutuksessa kokonaisuuden kanssa. Komponenttien digitaalisten kaksosten yhdistetyt tutkimukset tuottavat kattavan analyysin ennakoidusta tehokkuudesta ja siitä, missä heikot lenkit voivat piillä.

Tuotteiden digitaaliset kaksoset

Toisinaan resurssikaksosiksi kutsutut tuotekaksoset koostuvat vähintään kahdesta komponenttikaksosesta. Ne auttavat ymmärtämään, kuinka komponentit ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, ja tuottavat uusia havaintoja.

Järjestelmien digitaaliset kaksoset

Järjestelmäkaksonen on vähintään kahden tuotekaksosen yhdistämisen tulos. Tutkimalla tuotteiden tai resurssien välistä suhdetta voidaan hahmottaa kokonaisia ​​työjärjestelmiä – vaikkapa lentokoneen polttoainejärjestelmän toimintaa – ja tehdä tietoisempia optimointeja.

Prosessien digitaaliset kaksoset

Nämä ovat korkeimman tason digitaalisia kaksosia. Prosessikaksoset yhdistävät useita järjestelmiä kokonaisten varastojen tai tuotantolinjojen jäljittelemiseksi. Laajamittaiset jäljennökset vaikuttavat korkeimmalla tasolla tehtäviin päätöksiin, jotta liiketoimintaa voidaan kehittää mahdollisimman tehokkaasti.

Digitaaliset kaksoset ja simulaatiot

Digitaaliset kaksoset ja simulaatiot voivat näyttää ensi silmäyksellä hyvinkin samanlaisilta. Niiden välinen ero piilee kuitenkin datassa.

Staattiset ja kehittyvät mallit

Simulaatio on kaksi- tai kolmiulotteinen virtuaalimalli, joka on tehty tietokoneavusteisella CAD-suunnittelulla. Suunnittelijat jäljentävät esineen tai prosessin tietyn osan tai tiettyjä osia, jotta niiden tehokkuutta voidaan testata. Jos yritykset haluavat tehdä simulaatioon muutoksia, ne on tehtävä manuaalisesti joko prosessin alussa tai myöhemmässä vaiheessa.

Digitaaliset kaksoset puolestaan kehittyvät ajan mittaan. Ne jäljentävät fyysisille vastineilleen tapahtuvat asiat reaaliaikaisen datan pohjalta. Koneoppimisen avulla mallit optimoivat itseään, jotta niiden fyysiset vastineet voivat toimia paremmin. Kehittynyt digitaalinen kaksonen tuottaa sitten uutta dataa, joka auttaa yrityksiä seuraamaan tehokkuutta pidemmällä aikavälillä.

Teoreettinen ja todellinen palaute

Simulaatiot ovat juuri niin tarkkoja kuin millaisiksi ne on suunniteltu. Ne voivat esimerkiksi jäljitellä kemiallista prosessia käyttämällä asetettua lämpötilaa tai tuotantolinjaa, jossa kuljetinhihnat on asetettu kulkemaan tietyllä nopeudella. Molemmat tekijät voivat heikentää simulaation tarkkuutta todelliseen tehokkuuteen verrattuna.

Digitaaliset kaksoset puolestaan ​​jäljentävät reaaliaikaisen datan avulla, mitä fyysiselle esineelle tai tilalle tapahtuu. Näin yritykset saavat kattavan käsityksen niiden järjestelmien toiminnasta ja voivat viime kädessä tehdä vankempiin tietoihin perustuvia päätöksiä.

Digitaaliset ja virtuaaliset kaksoset

Yhdistetty todellisuus auttaa yrityksiä tuomaan digitaaliset kaksoset kolmanteen ulottuvuuteen, mutta virtuaaliset ja digitaaliset kaksoset eivät välttämättä ole sama asia.

Kaksonen on virtuaalinen, kun se on immersiivinen: sen ympäristö voidaan kokea virtuaalitodellisuudessa. Se, onko malli muuttumaton vai kehittyvä, ei vaikuta määritelmään.

Kaksonen on digitaalinen, kun sen malli kehittyy reaaliaikaisen datan pohjalta. Tämä voidaan esittää sekä virtuaalisesti että perinteisten kaksiulotteisten näyttöjen kautta. Digitaalisten kaksosten tekniikassa ei yleensä keskitytä käyttäjän immersioon. Se on datapohjaista, ja sen avulla organisaatiot voivat käyttää digitaalisia jäljennöksiä analysointiin, ennakointiin ja tietojen kokoamiseen.

Mitä hyötyä digitaalisista kaksosista on?

Tässä on muutamia syitä, joiden takia organisaatioiden kannattaa investoida digitaalisiin kaksosiin:

• Parempi tehokkuus: Digitaaliset kaksoset yksinkertaistavat monimutkaisia ​​tietoja ja prosesseja, mikä auttaa päättäjiä tunnistamaan pullonkauloja ja kehittämään ratkaisuja. Mitä enemmän tietolähteitä yritykset käyttävät digitaalisessa kaksosessa, sitä paremmin prosesseja voidaan hienosäätää.
• Kestävä kehitys: Digitaaliset kaksoset voivat seurata, hallinnoida ja minimoida päästöjä sekä tunnistaa optimointi- ja energiansäästömahdollisuuksia. Capgemini-tutkimuksessa kävi ilmi, että 57 prosenttia organisaatioista uskoo digitaalisten kaksosten olevan ratkaisevan tärkeä tekijä kestävän kehityksen edistämistoimien parantamisessa.
• Parempi tiimiyhteistyö: Työpaikkajärjestelmiä hallinnoivat usein toisistaan erillään toimivat tiimit. Kartoittamalla niiden roolia kokonaisissa prosesseissa yritykset voivat tunnistaa alueita, joissa tiimejä voitaisiin tuoda yhteen. Olipa tavoitteena sitten päällekkäisen työn estäminen tai järjestelmän täydentäminen toisella, digitaaliset kaksoset auttavat toimintatiimejä käyttämään resurssejaan mahdollisimman tehokkaasti.
• Riskitön koulutus: Digitaalisia kaksosia käytetään työntekijöiden kouluttamiseen simuloitujen tilanteiden avulla. Työntekijät voivat saada käytännön kokemusta erilaisista tilanteista ja erilaisten koneiden käytöstä omasta turvallisuudestaan tinkimättä. Jos koneisto tai prosessi muuttuu, digitaalinen kaksonen voidaan päivittää muutosten mukaiseksi.
• Paremmat prosessit: Reaaliaikaisen datan avulla yritykset voivat optimoida tuotteidensa ja palveluidensa taustalla olevia prosesseja. GE ennustaa, että tuulipuistojen digitaaliset kaksoset voivat lisätä energiantuotantoa jopa 20 prosenttia.⁶
• Paremmat tuotteet: Digitaalisia kaksosia jo käyttävät yritykset ovat kertoneet tuotteiden laadun parantuneen jopa 25 prosenttia.⁷ Koska virtuaaliset jäljennökset perustuvat dataan, insinöörit ja suunnittelijat voivat tehdä suunnitteluvaiheessa vankempiin tietoihin perustuvia päätöksiä.
• Parempi asiakastyytyväisyys: Digitaalisten kaksosten avulla yritykset voivat tehdä ennakoivaa kunnossapitoa, joka minimoi niiden tuotteiden ja palveluiden häiriöt. Ne voivat myös kerätä reaaliaikaista dataa asiakkaiden käyttäytymisestä, jotta ne voivat seurata tuotteiden käyttöä sekä tarjota parempaa asiakaspalvelua ja tehokkaampia korjauksia.
• Nopeampi saattaminen markkinoille: Digitaaliset kaksoset nopeuttavat tuotteiden saattamista markkinoille 50 prosenttia.⁸ Tuotantoaikoja voidaan nopeuttaa, koska yritykset tarvitsevat vähemmän fyysisiä prototyyppejä ja koska tuotteiden valmistamiseen tarvitaan vähemmän aikaa ja resursseja.
• Varhaisempi riskiarviointi: Digitaalisten kaksosten avulla yritykset voivat testata mahdollisia riskejä varhaisemmissa vaiheissa. Näin voidaan esimerkiksi selvittää toimitusketjun puutteet ennen haasteellista ajanjaksoa tai tunnistaa rakennuksen suunnittelun heikkoudet ennen lapioiden iskemistä maahan.
• Kustannussäästöt: Alkuvaiheen kustannuksista huolimatta digitaalisten kaksosten on osoitettu auttavan yrityksiä säästämään rahaa lyhyelläkin tähtäimellä. Vuonna 2018 General Electric kertoi, että tämä tekniikka oli auttanut sen asiakkaita säästämään 1,05 miljardia dollaria.⁹

Ota selvää, miten Meta Horizonin hallinnoidut ratkaisut voivat kehittää organisaatiotasi virtuaalitodellisuuden ja yhdistetyn todellisuuden avulla. Lue menestystarinoistamme, miten voit olla mukana luomassa tulevaisuuden työ- ja opiskelukulttuuria käyttämällä VR:ää ja yhdistettyä todellisuutta. Pääset helposti alkuun

Näin onnistut digitaalisessa muutoksessa
Mitä eroa on VR:llä, lisätyllä todellisuudella ja yhdistetyllä todellisuudella?
VR:n käyttäminen uusiutuvaan energiaan liittyvään koulutukseen ei ole pelkkää tyhjää puhetta

¹ ”Digital Twins in Automotive Market to Reach $34.58 Billion, Globally, by 2032 at 32.6% CAGR: Allied Market Research”, Allied Market Research, tarkistettu 30. toukokuuta 2024, https://www.prnewswire.com/news-releases/digital-twins-in-automotive-market-to-reach-34-58-billion-globally-by-2032-at-32-6-cagr-allied-market-research-301897785.html
² ”Digital Twin in Construction, Engineering, & Architecture Market”, Global Market Estimates, tarkistettu 30. toukokuuta 2024, https://www.globalmarketestimates.com/market-report/digital-twin-in-construction-engineering-architecture-market-4145
³ ”Metaverse/Digital Twin in Energy Industry Market”, Global Market Estimates, tarkistettu 30. toukokuuta 2024, https://www.globalmarketestimates.com/market-report/metaverse-digital-twin-in-energy-industry-market-3750
⁴ ”Digital Twins in Healthcare Market Size, Share & Trends by Component (Software, Services), Application (Personalized Medicine, Drug Discovery, Medical Education, Workflow Optimization), End User (Providers, Research & Academia, Payers), and Region – Global Forecast to 2028”, Markets and Markets, tarkistettu 30. toukokuuta 2024, https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/digital-twins-in-healthcare-market-74014375.html
⁵ ”Digital Manufacturing Market Size, Share, Competitive Landscape and Trend Analysis Report by Component, Technology and Application: Global Opportunity Analysis and Industry Forecast, 2021-2030”, Allied Market Research, tarkistettu 30. toukokuuta 2024, https://www.alliedmarketresearch.com/digital-manufacturing-market-A11759
⁶ ”GE Launches the Next Evolution of Wind Energy Making Renewables More Efficient, Economic: the Digital Wind Farm”, GE, tarkistettu 30. toukokuuta 2024, https://www.ge.com/news/press-releases/ge-launches-next-evolution-wind-energy-making-renewables-more-efficient-economic
⁷ ”Digital twins: The key to smart product development”, McKinsey & Company, tarkistettu 30. toukokuuta 2024, https://www.mckinsey.com/industries/industrials-and-electronics/our-insights/digital-twins-the-key-to-smart-product-development
⁸ ”GE Launches the Next Evolution of Wind Energy Making Renewables More Efficient, Economic: the Digital Wind Farm”, GE, tarkistettu 30. toukokuuta 2024, https://www.ge.com/news/press-releases/ge-launches-next-evolution-wind-energy-making-renewables-more-efficient-economic
⁹ ”Digital twins: The key to smart product development”, McKinsey & Company, tarkistettu 30. toukokuuta 2024, https://www.mckinsey.com/industries/industrials-and-electronics/our-insights/digital-twins-the-key-to-smart-product-development