Digital twin là bản sao ảo của các thiết bị vật lý mà các nhà khoa học dữ liệu và chuyên gia CNTT có thể sử dụng để chạy mô phỏng trước khi thiết bị thực tế được xây dựng và triển khai. Công nghệ này cũng đang thay đổi cách tối ưu hóa các công nghệ như IoT, AI và phân tích.

Digital twin đã vượt ra khỏi lĩnh vực sản xuất và tiến vào thế giới hợp nhất của IoT, trí tuệ nhân tạo và phân tích dữ liệu.

Khi càng nhiều thứ phức tạp hơn được kết nối với khả năng sản xuất dữ liệu, việc có một phương thức kỹ thuật số tương đương mang lại cho các nhà khoa học dữ liệu và các chuyên gia CNTT khả năng tối ưu hóa việc triển khai để đạt hiệu quả cao nhất và tạo ra các kịch bản nếu - thì khác.

Digital twin là gì

Digital twin hay bản sao kỹ thuật số là một đại diện kỹ thuật số của một đối tượng hoặc hệ thống vật lý. Công nghệ đằng sau digital twin đã mở rộng bao gồm các hạng mục lớn như tòa nhà, nhà máy và thậm chí cả thành phố, và một số người cho rằng con người và quy trình có thể có bản sao kỹ thuật số, mở rộng khái niệm này hơn nữa. Ý tưởng đầu tiên nảy sinh tại NASA: mô phỏng quy mô đầy đủ của các khoang không gian ban đầu, được sử dụng trên mặt đất để phản chiếu và chẩn đoán các vấn đề trên quỹ đạo, cuối cùng là các mô phỏng kỹ thuật số hoàn toàn.

Nhưng thuật ngữ này thực sự thành công sau khi Gartner đặt tên cho digital twin là một trong 10 xu hướng công nghệ chiến lược hàng đầu cho năm 2017 và nói rằng trong vòng ba đến năm năm, hàng tỷ thứ sẽ được đại diện bởi bản sao kỹ thuật số, một mô hình phần mềm động của một vật thể hoặc hệ thống. Một năm sau, Gartner một lần nữa gọi digital twin là xu hướng hàng đầu, với ước tính khoảng 21 tỷ cảm biến và thiết bị đầu cuối được kết nối vào năm 2020, bản sao kỹ thuật số sẽ tồn tại cho hàng tỷ thứ trong tương lai gần. 

Về bản chất, digital twin là một chương trình máy tính lấy dữ liệu trong thế giới thực về một đối tượng hoặc hệ thống vật lý làm đầu vào và tạo ra các dự đoán hoặc mô phỏng đầu ra về cách đối tượng hoặc hệ thống vật lý đó sẽ bị ảnh hưởng bởi những đầu vào đó.

Digital twin hoạt động như thế nào

Bản sao kỹ thuật số bắt đầu được xây dựng bởi các chuyên gia, thường là các chuyên gia về khoa học dữ liệu hoặc toán học ứng dụng. Các nhà phát triển này nghiên cứu vật lý làm nền tảng cho đối tượng hoặc hệ thống vật lý được bắt chước và sử dụng dữ liệu đó để phát triển mô hình toán học mô phỏng nguyên bản của thế giới thực trong không gian kỹ thuật số.

Twin được cấu tạo để nó có thể nhận đầu vào từ các cảm biến thu thập dữ liệu từ một đối tác trong thế giới thực. Điều này cho phép bản sao mô phỏng đối tượng vật lý trong thời gian thực, trong quá trình này cung cấp thông tin chi tiết về hiệu suất và các vấn đề tiềm ẩn. Twin cũng có thể được thiết kế dựa trên nguyên mẫu của đối tác vật lý của nó, trong trường hợp đó bản sao có thể cung cấp phản hồi khi sản phẩm được tinh chỉnh. Twin thậm chí có thể đóng vai trò là một nguyên mẫu trước khi bất kỳ phiên bản vật lý nào được chế tạo.

Tuy nhiên, bản sao kỹ thuật số có thể phức tạp hoặc đơn giản tùy thích và lượng dữ liệu sử dụng để xây dựng và cập nhật nó sẽ xác định mức độ chính xác đang mô phỏng một đối tượng vật lý. 

Các trường hợp sử dụng của digital twin

Các vật thể như động cơ máy bay, tàu hỏa, giàn khoan ngoài khơi và tuabin có thể được thiết kế và thử nghiệm kỹ thuật số trước khi được sản xuất thực tế. Những bản sao kỹ thuật số này cũng có thể được sử dụng để hỗ trợ các hoạt động bảo trì. Ví dụ, các kỹ thuật viên có thể sử dụng digital twin để kiểm tra xem bản sửa lỗi được đề xuất cho một thiết bị có hoạt động không trước khi áp dụng bản sao vật lý.

Các ứng dụng kinh doanh bản sao kỹ thuật số trong một số lĩnh vực:

Sản xuất là lĩnh vực mà việc triển khai digital twin số có lẽ là xa nhất, với các nhà máy đã sử dụng bản sao kỹ thuật số để mô phỏng quy trình của họ.

Digital twin ô tô được tạo ra bởi vì ô tô đã được trang bị cảm biến đo từ xa, nhưng việc cải tiến công nghệ sẽ trở nên quan trọng hơn khi có nhiều phương tiện tự hành hơn trên đường.

Chăm sóc sức khỏe là lĩnh vực sản sinh ra bản sao kỹ thuật số của người. Cảm biến có kích thước hỗ trợ băng tần gửi thông tin sức khỏe trở lại digital twin được sử dụng để theo dõi và dự đoán tình trạng sức khỏe của bệnh nhân.

Digital twin và IoT

Sự bùng nổ của các cảm biến IoT là một phần của nguyên nhân tạo nên các bản sao kỹ thuật số. Và khi các thiết bị IoT được cải tiến, các kịch bản digital twin có thể bao gồm các đối tượng nhỏ hơn và ít phức tạp hơn, mang lại lợi ích bổ sung cho các công ty.

Bản sao kỹ thuật số có thể được sử dụng để dự đoán các kết quả khác nhau dựa trên dữ liệu biến đổi. Điều này tương tự như kịch bản mô phỏng chạy thường thấy trong các bộ phim khoa học viễn tưởng, trong đó một kịch bản khả thi được chứng minh trong môi trường kỹ thuật số. Với phần mềm bổ sung và phân tích dữ liệu, cặp song sinh kỹ thuật số thường có thể tối ưu hóa việc triển khai IoT để đạt hiệu quả tối đa, cũng như giúp các nhà thiết kế tìm ra nơi mọi thứ nên đi hoặc cách chúng hoạt động trước khi chúng được triển khai thực tế.

Digital twin có thể nhân bản đối tượng vật lý càng nhiều thì khả năng hiệu quả và các lợi ích khác càng có thể được tìm thấy.