Цифровые двойники приходят в новые отрасли

Концепция цифровых двойников распространяется всё шире в различных отраслях. Её название указывает на то, что компании создают виртуальные эквиваленты или двойники физических объектов. Сфера применения таких цифровых копий становится все более широкой, потому что с их помощью можно проводить моделирование различных ситуаций, которое до сих пор было невозможным.

Возьмем, к примеру, ветрогенераторы, для которых технология цифровых двойников может быть очень полезной. Турбина может быть оснащена датчиками, которые в режиме реального времени собирают данные о её работе, будь то скорость, мощность генерируемого тока или погодные условия. Затем эти данные могут быть использованы для создания цифровой копии турбины, включая цифровую объемную модель. Машинное обучение и другие методы обработки данных могут выявлять скрытые закономерности в работе этой турбины и оптимизировать режим её эксплуатации. Цифровая копия может использоваться для проведения виртуальных экспериментов, которые не будут затрагивать физический оригинал. И затем предложенные улучшения можно будет внедрять в реальную турбину.

Компания VHive специализируется на программном обеспечении, которое улучшает процесс обследования объектов, анализ данных и создание отчетов. Среди текущих клиентов — операторы сотовой связи, строительные и страховые компании, такие как Bechtel, Deutsche Telekom, Phoenix Tower International и SBA.

Генеральный директор и соучредитель VHive Ярив Геллер рассказал в интервью порталу VentureBeat о том, что решил основать компанию вместе с Томером Даниэлем после того, как увидел, каким образом цифровые двойники используются в промышленности для улучшения потребительских качеств продукции. Геллер понял, что сочетание недорогих дронов и высококачественного программного обеспечения может обеспечить аналогичные преимущества для крупных объектов. Например, улучшить методики управления вышками сотовой связи, строительными площадками и любыми другими крупными активами.

Ключевым отличием программного обеспечения VHive от существующих платформ для дронов является его конвейер для преобразования монолитной 3D-модели сотовой башни или крана в семантически маркированный цифровой двойник, представляющий отдельные объекты, дефекты и другие сущности. Например, оператору сотовой мобильной сети нужны метки для таких объектов, как мачты, антенны и вспомогательное оборудование, а также для следов износа, например, ржавчины, потертых проводов и отсутствующих болтов.

Постоянный учет может помочь инженерам расставить приоритеты при ремонтных работах на наиболее проблемных объектах, одновременно отслеживая процессы старения, последствия которых можно будет устранить в дальнейшем. Кроме того, VHive предоставляет информацию через веб-приложение, что сводит на нет необходимость в установке дополнительного программного обеспечения.

Они начали со сферы мобильной связи, где операторы сотовых сетей должны проводить регулярные обследования тысяч телекоммуникационных вышек. Традиционный подход заключается в том, чтобы отправить альпиниста на вышку, с целью проверить, всё ли с ней в порядке. Высота некоторых вышек может достигать 100 метров, что делает это занятие довольно рискованным.

Программное обеспечение VHive автоматизирует планирование полетов и анализ данных для различных коммерческих дронов. Беспилотник может осмотреть площадку гораздо быстрее человека. Далее он использует методы фотограмметрии для преобразования двухмерных изображений с камеры в трехмерную модель. Операторы могут регулировать детализацию модели от нескольких сантиметров до миллиметра, что обеспечивает наилучшее разрешение, но при этом требует дополнительного времени на облёт.

Программный комплекс позволяет телекоммуникационной компании создать онлайн-портфолио своих объектов связи, которое упрощает учет и анализ запланированных и выполненных работ, а также полученных результатов.

Анализ также облегчает инвентаризацию оборудования, которая проводится для того, чтобы ремонтные бригады прибывали на площадки со всеми необходимыми инструментами и деталями. Это, в свою очередь, сокращает количество повторных поездок. Кроме того, такие исследования могут помочь оценить имеющееся в распоряжении пространство для установки нового оборудования или модернизации существующего. Инженер может осмотреть виртуальную вышку, понять её размеры и количество свободных мест для установки приемо-передающей аппаратуры.

Операторы вышек  могут обследовать саму конструкцию мачты при проведении технического осмотра и одновременно с этим определить установленное на ней оборудование. Операторы вышек предоставляют услуги по обслуживанию несущих конструкций, на которых размещается оборудование, установленное и управляемое компаниями сотовой связи. По словам Геллера, в ходе некоторых инспекций выявлялись существенные расхождения между тем, что было указано в контракте, и тем, что было установлено на самом деле. Визуальный осмотр с помощью дронов может помочь при достижении консенсуса между сотовыми компаниями и операторами вышек в тех случаях, когда возникают разногласия о том, что на самом деле установлено.

Сам сбор данных проходит относительно легко. Сложность заключается в том, чтобы настроить процесс преобразования необработанных визуальных данных в полезные цифровые двойники для каждой отрасли.

«Каждая линия несет своё значение и влияет на результат анализа. Необходимо глубоко погрузиться в отрасль, чтобы достичь нужной степени понимания и рекомендовать оптимальные сценарии работы. Выход в новые отрасли требует методичного подхода, когда вы детально анализируете предмет за предметом и процесс за процессом, а не пытаетесь сделать универсальную модель, которая делает всё и сразу,» — отмечает Геллер.

Компания VHive начала создавать программы для инспекции кранов после того, как строительный гигант Bechtel проявил интерес к продукту компании. До недавнего времени Bechtel приходилось останавливать работу крана для ежемесячной инспекции. Осмотр обходился в тысячи долларов из-за простоя и расходов на выезды к отдаленным строительным площадкам. Компания Bechtel совместно с VHive разработала методику, которая позволяет дрону осмотреть кран примерно за 20 минут, не прекращая при этом его работу. Таким образом время простоя существенно уменьшилось, а инспекторам больше не нужно разъезжать по объектам. Теперь они могут детально изучить объемную модель крана, не выходя из своего офиса.

VHive также начинает оптимизировать некоторые рабочие процессы в страховой сфере. Однако Геллер предупреждает, что его компания делает в этой области только первые шаги. В будущем он надеется улучшить методики работы и в других отраслях, таких как возобновляемая энергетика.