Природа, сущность и классификация цифровых двойников

Цель. Исследовать особенности, присущие цифровым двойникам (далее — ЦД) в рамках анализа понятия «цифровой двойник», а также выделить тенденции развития рынка двойников.

Задачи. Провести сравнительный анализ относительно понятия «цифровой двойник» и разработать классификацию ЦД; выявить тенденции развития рынка ЦД в условиях Индустрии 4.0.

Методология. Теоретическую базу исследования составили публикации в отечественных и зарубежных научных изданиях, нормативно-правовые документы, отчеты международных индустриальных и консалтинговых компаний, а также данные аналитических агентств. Автором использованы методы системного анализа и структурно-функциональный подход.

Результаты. Мировой рынок ЦД ежегодно растет, а среднегодовой темп роста достигает 39 %. Анализ показал, что в трактовке дефиниции «цифровой двойник» существуют различия как среди компаний-производителей, так и среди представителей научных школ, что обусловле но еще не устоявшимся терминологическим аппаратом, относительно недавним выходом нормативных документов (ISO, ГОСТ) и различием в описании внутренних составляющих технологии двойников у производителей этой цифровой технологии. В статье предложена классификация ЦД исходя из различных типов ЦД, продукта, функций, конечного потреби теля и компонентов. Охарактеризованы тенденции дальнейшего развития рынка ЦД в условиях цифровой трансформации Индустрии 4.0.

Выводы. В реалиях цифровой экономики тренд на внедрение технологии ЦД в производственные циклы набирает все большую популярность и является необходимостью для достижения конкурентного преимущества, обеспечения повышения производительности за счет большей автоматизации и высвобождения ресурсов. Рынок ЦД с каждым годом стремитель но растет, а значит, важно не только своевременно увидеть тенденции, чтобы обеспечить отрыв от конкурентов, но и иметь стратегическое видение и понимание технологии. Пред ставленные классификации могут быть полезны руководителям цифровой трансформации в компаниях, внедряющих ЦД в свои производственные циклы.

1. Grieves M. Origins of the digital twin concept // Digital twin: Mitigating unpredictable, undesirable emergent behavior in complex systems. Cham: Springer-Verlag, 2017. DOI: 10.13140/RG.2.2.26367.61609

2. Forni A. A. Gartner identifies the top 10 strategic technology trends for 2017 // Gartner. 2016. October 18. URL: https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2016-10-18gartner-identifies-the-top-10-strategic-technology-trends-for-2017 (дата обращения: 20.08.2024).

3. Panetta K. Technologies underpin the hype cycle for the internet of things, 2016 // Gartner. 2016. November 2. URL: https://www.gartner.com/smarterwithgartner/7-technologiesunderpin-the-hype-cycle-for-the-internet-of-things-2016 (дата обращения: 20.08.2024).

4. Dixon J., Brackenbury J. Gartner hype cycle reveals top technologies that will transform sales in the next decade, 2024 // Gartner. 2024. August 28. URL: https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2024-08-27-gartner-hype-cycle-reveals-top-technologiesthat-will-transform-sales-in-the-next-decade (дата обращения: 20.08.2024).

5. Global digital twins market report 2021–2026 — Over 95 % of vendors recognize the need for IIoT APIs and platform integration with digital twinning functionality // Yahoo! Finance. 2021. April 21. URL: https://finance.yahoo.com/news/global-digital-twins-marketreport-082800157.html (дата обращения: 20.08.2024).

6. Lulla S., Anand D. Can a supply chain digital twin make you twice as agile? // EY. 2021. Mar 1. URL: https://www.ey.com/en_gl/insights/advanced-manufacturing/can-a-supply-chain-digital-twin-make-you-twice-as-agile (дата обращения: 01.09.2024).

7. Digital twin market size, share, and trends 2025 to 2034// Precedence Research. 2024. 28 June. URL: https://www.precedenceresearch.com/digital-twin-market (дата обращения: 01.09.2024).

8. Nadhan D., Mayani M. G., Rommetveit R. Drilling with digital twins // IADC/SPE Asia Pacific drilling technology conference and exhibition. Bangkok: Society of Petroleum Engineers, 2018. 18 p. DOI: 10.2118/191388-MS

9. Grieves M. W. Digital twins: Past, present, and future // Crespi N., Drobot A. T., Minerva R., eds. The digital twin. Cham: Springer-Verlag, 2023. P. 97–121. DOI: 10.1007/978-3-031-21343-4

10. Glaessgen E., Stargel D. The digital twin paradigm for future NASA and U.S. air force vehicles // 53rd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC structures, structural dynamics and materials conference (Honolulu, April 23-26, 2012). Reston, VA: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2012. DOI: 10.2514/6.2012-1818

11. Прохоров А., Лысачев М. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт. М.: АльянсПринт, 2020. 401 с.

12. ГОСТ Р 57700.22–2020. Компьютерные модели и моделирование. Классификация: утв. приказом Росстандарта от 13 ноября 2020 г. № 1073-ст // Гарант.ру: информ.-правовой портал. URL: https://base.garant.ru/400953231/ (дата обращения: 14.10.2024).

13. ГОСТ Р 57188–2016. Численное моделирование физических процессов. Термины и опре деления: утв. приказом Росстандарта от 24 октября 2016 г. № 1496-ст // Гарант.ру: информ.-правовой портал. URL: https://base.garant.ru/71888260/?ysclid=m6otz7k9xj855597280 (дата обращения: 14.10.2024).

14. ISO 23247-1:2021. Automation systems and integration — Digital twin framework for manufacturing — Part 1: Overview and general principles // ISO. URL: https://www.iso.org/standard/75066.html (дата обращения: 14.10.2024).

15. Kritzinger W., Karner M., Traar G., Henjes J., Sihn W. Digital twin in manufacturing: A categorical literature review and classification // IFAC-PapersOnLine. 2018. Vol. 51. No. 11. P. 1016–1022. DOI: 10.1016/j.ifacol.2018.08.474

16. Алексей Боровков выступил с визионерской лекцией для руководителей компании АО «Группа „Илим“» // Центр компетенций Национальной технологической инициативы Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (НТИ СПбПУ). 2020. 29 мая. URL: https://nticenter.spbstu.ru/news/7352 (дата обращения: 30.10.2024).

17. Digital twin — Driving business value throughout the building life cycle. Zug: Siemens Switzerland Ltd., 2018. 16 p. URL: https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:610b5974-241d-4321-8ae6-55c6167446bf/bim-digitwin-ru.pdf (дата обращения: 15.09.2024).

18. GE digital twin. Analytic engine for the digital power plant // GE Power Digital Solutions. 2016. URL: https://www.ge.com/digital/sites/default/files/download_assets/Digital-Twin-for-the-digitalpower-plant-.pdf (дата обращения: 15.09.2024).

19. Emerson digital twin: A key technology for digital transformation // Emerson. White Paper. 2019. January. URL: https://www.emerson.com/documents/automation/white-paper-emerson-digital-twin-a-key-technology-for-digital-transformation-mimic-en-5262472.pdf (дата обращения: 15.09.2024).

20. What is a digital twin? // IBM. 2021. 5 August. URL: https://www.ibm.com/topics/what-is-a-digital-twin?ysclid=m45oc9m3cn265692226 (дата обращения: 15.09.2024).

21. Demystifying digital twin. For architecture, engineering, and construction. San Francisco, CA: Autodesk, 2021. 12 p. URL: https://damassets.autodesk.net/content/dam/autodesk/www/solutions/digital-twin/architecture-engineering-construction/pdf/adsk-aec-digital-twin-ebook.pdf (дата обращения: 15.09.2024).

22. Argolini R., Bonalumi F., Deichmann J., Pellegrinelli S. Digital twins: The key to smart product development // McKinsey & Company. 2023. July. 31. URL: https://www.mckinsey.com/industries/industrials-and-electronics/our-insights/digital-twins-the-key-to-smart-product-development (дата обращения: 30.10.2024).