مفهوم التوأم الرقمي (Digital Twin):

التوأم الرقمي هو نموذج افتراضي يمثل
كيانًا ماديًا حقيقيًا، مثل منتج أو مصنع أو مدينة، بدقة عالية. يتم إنشاء هذا
النموذج باستخدام البيانات المتراكمة من أجهزة الاستشعار والأنظمة الأخرى المتصلة
بالكيان المادي.

بعبارة أخرى، : هو نسخة رقمية طبق الأصل من كائن حقيقي، مثل:

• منتج: هاتف ذكي، سيارة، جهاز طبي.
• عملية: خط إنتاج، شبكة كهرباء، محطة
  طاقة.
• مدينة: مبنى، مجمع سكني، شبكة طرق.
• شخص: رياضي، مريض، نموذج افتراضي
  لشخصية.

يتكون
التوأم الرقمي من:

• النموذج الرقمي: نموذج افتراضي ثلاثي الأبعاد يمثل
  الكيان المادي بدقة عالية.
• البيانات: بيانات حية من أجهزة استشعار
  ومحاكاة توضح حالة الكيان المادي في الوقت الفعلي.
• التحليلات: أدوات تحليلية تُستخدم لفهم
  البيانات واستخلاص رؤى حول سلوك الكيان المادي.

كيف
يعمل التوأم الرقمي؟

1. جمع البيانات: يتم جمع البيانات من أجهزة استشعار مثبتة على الكيان المادي، مثل:
• أجهزة استشعار درجة الحرارة والضغط.
• أجهزة استشعار الحركة والموقع.
• أجهزة استشعار الاهتزاز والصوت.
2. نقل البيانات: يتم نقل البيانات المُجمّعة إلى
   النموذج الرقمي عبر الإنترنت.
3. تحديث النموذج: يتم تحديث النموذج الرقمي بشكل
   مستمر باستخدام البيانات الجديدة، مما يضمن تمثيله الدقيق للكيان المادي.
4. التحليل: يتم تحليل البيانات باستخدام
   أدوات تحليلية متقدمة لفهم سلوك الكيان المادي واكتشاف الأنماط والتنبؤ
   بالمشكلات المحتملة.
5. التفاعل: يمكن استخدام التوأم الرقمي
   لاختبار سيناريوهات مختلفة وتجربة تغييرات على الكيان المادي دون التأثير على
   الكيان الفعلي.

فوائد
استخدام التوأم الرقمي:

• تحسين الأداء: يمكن استخدام التوأم الرقمي
  لتحسين أداء الكيان المادي من خلال:
• اكتشاف المشكلات قبل حدوثها.
• تحسين عمليات الصيانة.
• تطوير منتجات وخدمات جديدة.
• زيادة الكفاءة: يمكن استخدام التوأم الرقمي
  لزيادة كفاءة الكيان المادي من خلال:
• تقليل استهلاك الطاقة.
• تحسين استخدام الموارد.
• تقليل وقت التوقف عن العمل.
• تقليل المخاطر: يمكن استخدام التوأم الرقمي
  لتقليل المخاطر المرتبطة بالكيان المادي من خلال:
• اختبار سيناريوهات خطيرة في بيئة افتراضية.
• تدريب العمال على التعامل مع حالات الطوارئ.
• اتخاذ قرارات أفضل بشأن السلامة والأمان.

تطبيقات التوأم الرقمي:

• التصنيع: يُستخدم التوأم الرقمي لتحسين
  عمليات التصنيع وتطوير منتجات جديدة.
• الطاقة: يُستخدم التوأم الرقمي لتحسين
  كفاءة محطات الطاقة وشبكات الكهرباء.
• المدن الذكية: يُستخدم التوأم الرقمي لتحسين
  إدارة المدن والبنية التحتية.
• الرعاية الصحية: يُستخدم التوأم الرقمي لتطوير خطط
  علاجية مخصصة للمرضى.
• الرياضة: يُستخدم التوأم الرقمي لتحسين
  أداء الرياضيين وتطوير تقنيات جديدة.

التوأم الرقمي تقنية جديدة واعدة تُقدم
العديد من الفوائد في مختلف القطاعات.

مع استمرار تطور التكنولوجيا، من
المتوقع أن نرى المزيد من التطبيقات المبتكرة للتوأم الرقمي في المستقبل.

إليكم
بعض من أشهر شركات التوأم الرقمي:

• شركات كبرى:
• Siemens: توفر منصة MindSphere
  لإنشاء نماذج رقمية للصناعات المختلفة، مثل تصنيع
  الطاقة والرعاية الصحية والبنية التحتية.
• GE: توفر منصة Predix لإنشاء نماذج
  رقمية للمعدات الصناعية وتحسين أدائها.
• IBM: توفر منصة Watson IoT Platform لإنشاء نماذج رقمية للأجهزة المتصلة وتحليل البيانات.
• Microsoft: توفر منصة Azure Digital Twins لإنشاء نماذج رقمية للأشياء المادية والبيئات المعقدة.
• Amazon: توفر منصة AWS IoT Core لإنشاء نماذج رقمية للأجهزة المتصلة وتحليل البيانات.
• شركات متوسطة:
• PTC: توفر منصة ThingWorx
  لإنشاء نماذج رقمية للأشياء المادية والبيئات المعقدة.
• SAP: توفر منصة Leonardo Digital Twin لإنشاء نماذج رقمية للعمليات التجارية.
• Oracle: توفر منصة Oracle Digital Twin Cloud لإنشاء نماذج رقمية للأشياء المادية والبيئات المعقدة.
• Ansys: توفر منصة Twin Builder لإنشاء نماذج رقمية للمنتجات والعمليات الصناعية.
• Dassault Systèmes: توفر منصة 3DEXPERIENCE Digital Twin لإنشاء نماذج
  رقمية للمنتجات والعمليات الصناعية.
• شركات ناشئة:
• Senseable: توفر منصة CityOS
  لإنشاء نماذج رقمية للمدن الذكية.
• Xi’an Hi-Tech
  Industries: توفر منصة HiTwin
  لإنشاء نماذج رقمية للصناعات المختلفة.
• Upscale: توفر منصة Upscale Digital Twin لإنشاء نماذج رقمية للعقارات والبنية التحتية.
• Wind River: توفر منصة VxWorks IoT Suite لإنشاء نماذج رقمية للأجهزة المتصلة.
• OSIsoft: توفر منصة PI System لإنشاء نماذج رقمية للعمليات الصناعية.

إليكم
بعض من أشهر برامج التوأم الرقمي:

• Siemens MindSphere: منصة شاملة
  لإنشاء نماذج رقمية للصناعات المختلفة.
• GE Predix: منصة متخصصة لإنشاء نماذج رقمية للمعدات الصناعية.
• IBM Watson IoT Platform: منصة قوية لإنشاء نماذج رقمية للأجهزة المتصلة وتحليل البيانات.
• Microsoft Azure
  Digital Twins: منصة سحابية
  لإنشاء نماذج رقمية للأشياء المادية والبيئات المعقدة.
• Amazon AWS IoT
  Core: منصة سحابية لإنشاء نماذج رقمية للأجهزة المتصلة وتحليل البيانات.
• PTC ThingWorx: منصة سهلة
  الاستخدام لإنشاء نماذج رقمية للأشياء المادية والبيئات المعقدة.
• SAP Leonardo
  Digital Twin: منصة متخصصة
  لإنشاء نماذج رقمية للعمليات التجارية.
• Oracle Digital
  Twin Cloud: منصة سحابية
  لإنشاء نماذج رقمية للأشياء المادية والبيئات المعقدة.
• Ansys Twin
  Builder: منصة قوية لإنشاء نماذج رقمية للمنتجات والعمليات الصناعية.
• Dassault Systèmes 3DEXPERIENCE Digital Twin: منصة شاملة لإنشاء نماذج رقمية للمنتجات والعمليات الصناعية.

عند اختيار شركة أو برنامج لخدمات
التوأم الرقمي، من المهم مراعاة احتياجاتك ومتطلباتك وميزانيتك.

م. محمد شكري