¿Cómo promover e implementar gemelos digitales en la transformación digital?
Desde que Gartner lanzó Digital Twin como una de las diez tecnologías estratégicas principales en 2017 y 2019, Digital Twin está evolucionando desde la gestión virtual del ciclo de vida del producto y la tecnología profesional de Internet de las cosas industrial hasta la digitalización empresarial. Como tecnología general para la digitalización empresarial, los gemelos digitales brindan nuevas oportunidades para la innovación operativa, la innovación de productos y servicios, la innovación de modelos de negocios y la innovación de gestión de las empresas. Este artículo analiza cómo planificar en función del desarrollo y la evolución de la tecnología de gemelos digitales en PLM. , Internet industrial y campos empresariales e implementar una estrategia de gemelo digital empresarial.
La evolución tecnológica de los gemelos digitales: de la tecnología de producto virtual a la tecnología estratégica digital
En el incidente de protección de los derechos del propietario de Tesla en el Salón del Automóvil de Shanghai de 2021, Tesla informó a las autoridades reguladoras del mercado y a la departamento de protección de derechos, respectivamente, la Sra. Zhang envió 48 páginas de 6.697 conjuntos de datos del servidor backend organizados en una hoja de cálculo de Excel, que registraba en detalle el estado del vehículo del propietario del automóvil y las acciones de conducción 30 minutos antes del accidente.
Los usuarios de Tesla no solo pueden rastrear el uso pasado y actual del dispositivo a través del gemelo digital de Tesla, sino que también descubren que las funciones de los autos Tesla parecen volverse cada vez más inteligentes durante el uso. entenderte cada vez mejor. Tesla proporciona a los usuarios una especie de "inteligencia continua" a través de gemelos digitales, que pueden adaptarse continuamente a los usuarios y optimizarse continuamente. Tesla puede ganar más de 1200 dólares por Tesla al año a través de este servicio.
Para construir productos, servicios y modelos de negocio digitales como Tesla, primero debemos comprender el origen, el desarrollo y la evolución continua de la tecnología de gemelos digitales. Los gemelos digitales han pasado por tres etapas de evolución hasta ahora:
1. Etapa de desarrollo de gestión de productos virtuales
En 2003, Michael Greives propuso por primera vez el concepto de gemelos digitales (Digital Twin) como un modelo conceptual de PLM, incorpora productos virtuales al ámbito de gestión de PLM y redefine PLM. En 2011, la NASA incluyó el "Gemelo Digital" en el plan de desarrollo aeroespacial de Estados Unidos. Esta etapa es la etapa de formación conceptual del gemelo digital. En esta etapa, los gemelos digitales se posicionan principalmente como el “modelo prácticamente perfecto” del sistema PLM de próxima generación.
2. Etapa de desarrollo de Internet industrial
Desde 2011, GE ha lanzado un ambicioso plan de Internet industrial. Posteriormente, con la promoción y el apoyo de GE, Siemens, PTC y otras empresas, As. La tecnología central de Internet industrial, los gemelos digitales, ha recibido una atención sin precedentes. En esta etapa, ya sea GE, PTC o Siemens, no solo están utilizando gemelos digitales para la ingeniería de sistemas de productos virtuales como CAD, CAE y PLM, sino también para la ingeniería de sistemas de productos virtuales. también para equipos (APM). Varios campos de Internet industrial, como el control de procesos y las redes, utilizan gemelos digitales y líneas principales digitales como soporte técnico central. Varios fabricantes han lanzado millones de gemelos digitales para diferentes escenarios de aplicaciones, como equipos, redes, procesos, productos, producción y operaciones. Los gemelos digitales han entrado en la etapa comercial gracias al desarrollo de Internet industrial, pero hasta ahora sólo alrededor del 1% de los activos corporativos han aplicado la tecnología de gemelos digitales.
3. Etapa de desarrollo de la tecnología estratégica digital
En 2017, Gartner incluyó a los gemelos digitales entre las 10 principales tendencias tecnológicas estratégicas. Los gemelos digitales se han desarrollado aún más a partir de la tecnología central de Internet industrial. a una tecnología basada en el Internet de las Cosas: tecnologías estratégicas centrales para las ciudades inteligentes y la digitalización empresarial. Como tecnología estratégica, los gemelos digitales se han desarrollado desde campos específicos como la ingeniería de sistemas complejos (iMBSE) y la Internet industrial hasta la infraestructura digital para ciudades y empresas inteligentes. Los gemelos digitales de Gartner se dividen en tres tipos básicos: gemelos digitales discretos, gemelos digitales combinados y gemelos digitales organizacionales. Ya sea un gemelo digital de producto o un gemelo digital de equipo, en realidad son un cuerpo digital discreto. La función de dicho gemelo digital es parcial. La sugerencia de Gartner es en realidad "ensamblar" esta capacidad de gemelo digital discreto. (DTO) con modelos de negocio y modelos operativos específicos, para que las empresas tengan las capacidades de inteligencia continua de los gemelos digitales.
De esta manera, los gemelos digitales se han convertido en una tecnología estratégica central para la digitalización empresarial.
Ruta de implementación del gemelo digital: de la visibilidad discreta, basada en datos a la inteligencia continua
Aunque el concepto de gemelo digital existe desde hace mucho tiempo, su aplicación en la transformación digital empresarial ha Recién ha comenzado. Incluso las empresas que han introducido gemelos digitales todavía se encuentran en las etapas piloto y exploratorias. Sin embargo, durante el próximo año, el 65% de las grandes empresas dijeron que invertirían en el lanzamiento de proyectos de gemelos digitales. Los próximos dos o tres años serán un período de oportunidades estratégicas para la construcción de gemelos digitales empresariales. Si formula una estrategia de gemelos digitales de manera específica, sin duda obtendrá la ventaja de ser el primero en actuar.
Actualmente, las empresas manufactureras que implementan gemelos digitales tienen básicamente dos rutas de implementación estratégica. Una es comenzar con gemelos digitales de producto, se implementan prototipos virtuales y simulaciones virtuales para acortar los ciclos de desarrollo de productos. reducir los costos del producto. Los representantes típicos son CRRC Group, como CRRC Zhuzhou Machinery Co., Ltd.; uno parte del gemelo digital de equipos y talleres. A partir de los gemelos digitales de equipos y talleres, se puede lograr una producción, operación, mantenimiento y servicios transparentes de equipos. . Un representante típico es Sany Heavy Industry Factory No. 8 en la que participa Shugen Internet.
Desde la perspectiva del desarrollo estratégico corporativo, para construir futuras ventajas competitivas a través de gemelos digitales, se puede seguir la estrategia de gemelos digitales corporativos; cuatro pasos Ampliar:
1. La primera etapa: realizar la conexión y visibilidad de gemelos digitales discretos
El gemelo digital discreto consiste en realizar la conexión y visualización de datos de recursos únicos como como equipos y personal. Un único gemelo digital para la optimización de recursos. En esta etapa, basándose en la tecnología de red de borde, los sistemas de gestión de equipos y recursos, se realizan diagnósticos y análisis descriptivos de equipos, procesos y sistemas digitales a través de conexión digital y recopilación de datos, identificación digital y monitoreo digital de equipos, procesos y sistemas seleccionados. la predicción; RPA (robot de procesos) implementado actualmente en muchas empresas es en realidad una aplicación de gemelos digitales discretos. En el futuro, los gemelos digitales discretos de equipos se proporcionarán principalmente a través de proveedores de equipos; los gemelos digitales discretos de procesos se proporcionarán principalmente a través de proveedores de servicios de software de aplicaciones.
2. Fase 2: Realizar la interconexión y la transferencia de datos; naturaleza impulsada de los gemelos digitales compuestos
Un gemelo digital compuesto es un gemelo digital basado en un gemelo digital discreto interno y recursos de datos externos, como una línea de producción o una línea de servicio de extremo a extremo. El proceso compuesto de los gemelos digitales no es simplemente un intercambio de datos, sino que incluye aprendizaje automático y entrenamiento de modelos basados en datos históricos, y ejecución y monitoreo en tiempo real de modelos basados en datos en tiempo real. Por lo tanto, la capacidad de los gemelos digitales compuestos debe realizarse a través de una plataforma de Internet de las cosas que incluya inteligencia artificial y capacidades de big data. El cumplimiento de los gemelos digitales generalmente se logra mediante la personalización personalizada de la empresa.
3. La tercera etapa: lograr la inteligencia continua y basada en datos de los gemelos digitales empresariales
El enfoque de los gemelos digitales empresariales (DTO) es todo el proceso empresarial, a través del gemelo de datos. monitorear e impulsar Las operaciones comerciales forman un circuito cerrado basado en datos que puede recopilar, analizar, ejecutar y tomar decisiones de forma autónoma de forma automática y continua. En su pronóstico estratégico de tendencias tecnológicas para 2020, Gartner propuso un nuevo concepto de "inteligencia continua" que puede explicar el valor de los gemelos digitales empresariales. La inteligencia continua se refiere a la adquisición en tiempo real de flujos de datos basados en plataformas digitales en línea, análisis de situaciones y planes de respuesta en tiempo real, y la integración de la toma de decisiones y las operaciones. La construcción de gemelos digitales empresariales es un proyecto sistemático. El contenido básico de la construcción incluye la adquisición de datos, la construcción de modelos, el monitoreo de datos de toda la cadena de valor y la construcción de una plataforma de análisis y datos que respalde la inteligencia continua. Esta necesidad existe para muchas empresas. Sin embargo, debido a que la mayoría de las empresas no comprenden el concepto de gemelos digitales empresariales, es posible que simplemente equiparen este proyecto con un gran centro de datos.
4. La cuarta etapa: lograr los servicios ecológicos y la generación de valor de los gemelos digitales
Reunir organizaciones de gemelos digitales en las industrias upstream y downstream se convertirá en una cadena digital industrial centrada en el propietario Los gemelos, como los gemelos digitales ascendentes y descendentes de un fabricante de automóviles, pueden formar un gemelo digital de la industria automotriz que incluya consumidores, proveedores, tiendas 4S y recursos de servicios sociales. Los gemelos digitales industriales cambiarán la relación tradicional de colaboración industrial y derivarán en un modelo de servicio y generación de valor de nueva generación basado en datos e inteligencia. La personalización personalizada y la colaboración en red se reflejarán en última instancia en el valor de que los clientes participen en gemelos digitales y los socios ecológicos compartan gemelos digitales de la industria.
Estrategia de innovación para gemelos digitales: basada en modelos, basada en arquitectura, avanzando a través de la exploración
Desde gemelos digitales discretos y gemelos digitales compuestos hasta gemelos digitales empresariales y gemelos digitales ecológicos, gemelos digitales En la empresa, la profundidad de la aplicación continuará profundizándose y la complejidad de la implementación y la dificultad de la aplicación aumentarán gradualmente. Es probable que haya riesgos inciertos durante el proceso de implementación y, de hecho, faltan métodos eficaces de implementación de gemelos digitales en la industria.
En el campo de la ingeniería de sistemas complejos, el método de ingeniería de sistemas basado en modelos (iMBSE) proporciona orientación metodológica para la definición de productos, modelado de dominios y simulación.
En la digitalización de sistemas virtuales y; integración real A nivel metodológico, la Arquitectura de referencia de la Industria 4.0 alemana y la Arquitectura de referencia de Internet industrial chino-estadounidense también han publicado marcos arquitectónicos relevantes.
Sin embargo, en el campo de los gemelos digitales empresariales, en el campo de las operaciones empresariales y la optimización de procesos, la metodología BPM (Business Process Management) original ya no puede soportar negocios digitales de integración virtual-real basados en modelos. modelos e innovaciones de modelos operativos Para satisfacer la demanda, las empresas necesitan nuevas metodologías de optimización de modelos de negocios y aplicaciones.
Autor: Kingdee Software (China) Co., Ltd.
Escrito por: Li Aili
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