التوأم الرقمي مقابل المسار الرقمي: طريقتان متكاملتان لتكرار الأصول رقميًا

مع تسارع وتيرة التحول الرقمي في صناعات التصنيع والهندسة، برز مفهومان بشكل ملحوظ: التوائم الرقمية والخيوط الرقمية. كِلا المفهومين يشيران إلى تمثيلات رقمية للأشياء المادية، لكن كلًا منهما يخدم غرضًا مختلفًا ويوفر للشركات مزايا فريدة. هنا، سنقارن بين التوأم الرقمي والخيط الرقمي، ونتناول حالات الاستخدام المحتملة والفوائد المرتبطة بهما.

التوأم الرقمي هو نسخة رقمية من كائن أو نظام مادي، تتضمن جميع بيانات التصميم والتشغيل الخاصة بالكائن الفعلي، بما في ذلك الهندسة وبيانات الأداء ونماذج السلوك. الغرض من التوأم الرقمي هو محاكاة سلوك المعدات في الوقت الفعلي، ما يُتيح للمهندسين والمشغِّلين مراقبة الأداء واكتشاف المشكلات أو الحالات الشاذة في النظام.

تعتمد تكنولوجيا التوأم الرقمي على أجهزة استشعار إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT) والتعلم الآلي وبرمجيات المحاكاة لجمع بيانات المنتج وإنشاء نماذج دقيقة. بعد ذلك، يمكن للفِرق استخدام هذه النماذج للتنبؤ باحتياجات الصيانة، ومحاكاة تغييرات النظام، وتحسين العمليات مثل بروتوكولات السلامة وإجراءات التقارير وعمليات التصنيع.

على سبيل المثال، يمكن للتوأم الرقمي لتوربينات الرياح محاكاة تأثير تغيُّر سرعة الرياح واتجاهها على أداء التوربينات، ما يساعد المشغِّلين على اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن الصيانة وإنتاج الطاقة.

الخيط الرقمي هو تمثيل رقمي لدورة حياة المنتج، من التصميم إلى التصنيع ووصولًا إلى الصيانة وما بعدها، يوفر تدفقًا سلسًا للبيانات يربط جميع مراحل دورة الحياة. ويتمثل الغرض من الخيط الرقمي في توفير رؤية كاملة وشفافة لأنظمة التصنيع، ما يمكِّن من التعاون الفعَّال واتخاذ القرارات عبر جميع مراحل العملية.

يستخدم الخيط الرقمي مجموعة متنوعة من التقنيات، بما في ذلك برمجيات التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) وأنظمة إدارة دورة حياة المنتج (PLM) وأجهزة استشعار إنترنت الأشياء (IoT)، لجمع البيانات ومشاركتها عبر مهام سير العمل. تعمل تقنية الخيط الرقمي على تحسين إمكانية التتبُّع، حيث توفِّر وسيلة لمتابعة تقدُّم الأصول وضمان توافق جميع الأطراف المعنية طوال عملية الإنتاج. على سبيل المثال، يمكن لشركات الطيران إنشاء خيط رقمي للمساعدة على تجميع الطائرات باستخدام الهندسة الرقمية. تستخدم فِرق الإنتاج أنظمة قائمة على النماذج ثلاثية الأبعاد لضمان بناء الطائرات بدقة وفق المواصفات الهندسية، وتعتمد على الخيط الرقمي لتتبُّع التقدم واكتشاف المشكلات وعدم الكفاءة أثناء الإنتاج.

يستخدم كل من التوائم الرقمية والخيوط الرقمية تمثيلات افتراضية للأصول والعمليات الواقعية، إلا إن كلًا منهما يقدِّم قدرات مميزة وفريدة.

Scale

تُعَد التوائم الرقمية قابلة للتوسع، ولكن إلى حد معين فقط. تجمع تقنية التوأم الرقمي البيانات في الوقت الفعلي من مصدر/أصل واحد. وعلى الرغم من أن مفهوم التوائم الرقمية أنها يمكن أن تتصل بتوائم أخرى لمحاكاة بيئات رقمية كاملة، فإنها مفيدة للغاية في تقييم بيئة إنتاج محددة. من ناحية أخرى، فإن مفهوم الخيوط الرقمية قابل للتوسع. يمكن أن تتصل الخيوط الرقمية (تقريبًا) بأي نظام مؤسسي آخر، بما في ذلك التوأم الرقمي.

لذلك، قد تكون تقنية الخيوط الرقمية هي الأنسب للعمليات أو الحالات التي تتطلب جمع البيانات من مجموعة متنوعة من الأقسام والأجهزة والأنظمة والعمليات. وعلى العكس، ستكون التوائم الرقمية أكثر ملاءمة للعمليات التي تعتمد بشكل أساسي على العمليات الميكانيكية المتكررة داخل بيئة إنتاج محددة.

مركزية البيانات

يعمل كل من التوائم الرقمية والخيوط الرقمية على تركيز البيانات إلى حد ما. كِلاهما يجمع بيانات شاملة من أجهزة الاستشعار ويعمل على تجميعها وتخزينها في محور بيانات يسهُل الوصول إليه. ومع ذلك، تمكِّن الخيوط الرقمية الفِرق من جمع البيانات من التوائم الرقمية ومصادر أخرى، وتوحيد تدفق البيانات عبر الأقسام ووحدات الإنتاج المختلفة، بحيث يمكن للشركة بأكملها الوصول إلى المعلومات نفسها. تميل البيانات المرفقة بالخيط الرقمي إلى أن تكون أكثر دقة واستمرارية، إذ إن ميزات الأتمتة في مفهوم الخيط الرقمي تُلغي الحاجة إلى نقل المعلومات يدويًا بين الأقسام ومهام سير العمل.

تساعد التوائم الرقمية والخيوط الرقمية المؤسسات على زيادة كفاءة الأنظمة وخفض تكاليف الإنتاج وتحسين تصميم المنتجات وتقليل توقف النظام عن العمل. ومع ذلك، سيختلف تأثير كل تقنية وفقًا لاحتياجات الشركة المصنِّعة.

تسمح التوائم الرقمية للشركات المصنِّعة بالقيام بما يلي:

• المشاركة في المراقبة سريعة الاستجابة في الوقت الفعلي.
• إجراء تقييمات المخاطر الاستباقية واستخدام استكشاف الأعطال التنبؤية للأصول المؤسسية.
• تسريع الابتكار باستخدام النماذج الرقمية والمحاكاة الرقمية.

تساعد الخيوط الرقمية الشركات المصنِّعة بالطرق التالية:

• بناء عمليات أكثر مرونة من خلال تمكين تدفق بيانات مستمر ومنسَّق.
• زيادة التعاون بين الأقسام عبر الأصول والأنظمة.
• تحسين الاتصال بين عمليات التصنيع والهندسة.
• تبسيط تطوير المنتجات لتقليل زمن الإنتاج وتسريع وصول المنتجات إلى السوق.
• ضمان الامتثال التنظيمي من خلال تتبُّع دورة حياة المنتج بالكامل، بما في ذلك قرارات التصميم والتغييرات الهندسية وسجلات الصيانة.

يُعَد كل من التوأم الرقمي والخيوط الرقمية أدوات أساسية للشركات التي تتطلّع إلى بدء التحول الرقمي أو تسريعه. يمكن للأدوات التكنولوجية المتقدمة مثل IBM Maximo مساعدة المؤسسات على الوصول إلى ذلك بسرعة أكبر.

تُعَد IBM Maximo نظامًا شاملًا لإدارة أصول المؤسسة، تساعد المؤسسات على تحسين أداء الأصول وتبسيط العمليات اليومية. باستخدام منصة سحابية متكاملة مدعومة بالذكاء الاصطناعي، تقدِّم IBM Maximo قدرات CMMS شاملة توفِّر تحليلات متقدمة للبيانات وتدعم الشركات المصنِّعة في اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن أداء النظام وتحسينه.

يُتيح استخدام برنامج IBM Maximo، خاصةً عند تكامله مع أنظمة إدارة موارد المؤسسات (ERP) أو نظام تنفيذ التصنيع (MES) الحالي، لمَرافقك اكتساب ميزة تنافسية في سوق التصنيع المتطورة باستمرار.