التوائم الرقمية: كيف تعزز سلاسل الإمداد ولماذا يجب على الشركات الاهتمام بها؟
عندما تقوم المؤسسات بتطوير منتج جديد، أو تجديد سلاسل التوريد الخاصة بها، أو ترغب في الحصول على رؤية أفضل لعملياتها، فإن تعطيل العمليات والأنظمة الحالية للتجربة يمكن أن يكون أمرًا شاقًا ومخاطرة ومكلفًا.
يمكنهم الآن تقليل هذه المخاطر باستخدام التوأم الرقمي، الذي ظهر كحل قابل للتطبيق بفضل ارتفاع استخدام إنترنت الأشياء (IoT)، وأجهزة الاستشعار، والحوسبة الطرفية، وتكنولوجيا السحابة، والاتصالات اللاسلكية، والبيانات.
ما هي تقنية التوأم الرقمي؟
التوأم الرقمي هو تمثيل افتراضي أو نسخة من نظام مادي أو بيئة. يتيح للمؤسسات اختبار ما إذا كان تغيير تشغيلي أو استثمار معين مناسب لهم قبل اتخاذ قرار بالمضي قدمًا.
تصف التعريف الرسمي لـ “تحالف التوائم الرقمية” التوأم الرقمي بأنه “تمثيل افتراضي للكيانات والعمليات الواقعية متزامن عند تردد ودقة محددين”.
أيضاً: 6 عناصر أساسية تحتاجها الشركات لبناء توائم رقمية – وكيف يتناسب الذكاء الاصطناعي في ذلك
التوائم الرقمية هي نسخ دقيقة من الأصول الواقعية، مصممة لمحاكاة كيفية عمل الأصول الأصلية في العالم المادي. قد تشمل هذه المعدات الموجودة في أرض المصنع، والمركبات النموذجية، والطائرات، وأنظمة التصنيع وحتى سلاسل الإمداد الكاملة.
قد يبدو أن وجود أصل واحد مكرر ليس له أهمية كبيرة ولكن عند استخدامه لإنشاء شبكة رقمية تضم مجموعة كاملة من الأصول الواقعية للمؤسسة ، يمكن أن توفر التوائم الرقمية نظرة واقعية عن المعدات والأنظمة الحالية – وأدائها.
يمكن تجربة هذه الأنظمة المكررة التي يتم إنشاؤها من البيانات المستخلصة من الأصول الواقعية رقميًا دون مخاطر حقيقية. تعتبر البيانات واحدة من أكثر العملات قيمة في العالم اليوم ، وتسمح تقنيات التوأم الرقمي للشركات بالاستفادة من هذه المعلومات لتوليد رؤى قابلة للتنفيذ.
أنواع التوائم الرقمية
يمكن أن تكون التوائم الرقمية متنوعة مثل الأصول التي تمثلها. يمكن أن تكون قائمة على الكيانات أو الأنظمة أو العمليات. يمكن بناؤها لمحاكاة الأنظمة وسلاسل الإمداد الحالية ، والتحقق من توافق الأصول ، أو اختبار المواد والمكونات الفيزيائية. يُعرف هذا النوع من الإعداد بالتوأم الرقمي المركب.
تستفيد العديد من الشركات اليوم من توائم رقمية تم تطويرها للصيانة الاستباقية ولتشغيل كنسخ افتراضية للأنظمة المعقدة. أحد الأنواع الرئيسية للتوأم الرقمي يستخدم لتصور وتحسين خطوط المنتجات الجديدة ، والتي يمكن أن تكون ذات قيمة كبيرة في تصميم المنتج ومرحلة الاختبار اللاحقة.
أيضاً: XR والتوائم الرقمية والحوسبة المكانية: دليل مؤسسي لإعادة تشكيل تجربة المستخدم
هناك تطبيق محتمل آخر لتقنيات التوام الرقمى وهو إنشاء تمثيلات افتراضية للعملاء. وفقًا لـ Gartner ، فإن إنشاء “توأم رقمي للعميل” (DToC) قد يحسن دقة توقعات الطلب وتحليلات السلوكيات.
فوائد التوائم الرقمية
فوائد تقنيات التوام الرقمى واسعة النطاق.
توفر توائم رقمية بيئة للمؤسسات لتصميم واختبار وضبط تصميمات المنتجات أو العمليات التشغيلية دون تعطيل سلاسل الإمداد والنظم النشطة.
لنأخذ المثال التالي: يريد مصنع معرفة ما إذا كان تغيير مجموعة معينة من الإعدادات على خط الإنتاج سيحسن النتائج. بدلاً من إيقاف العمليات على أرض المصنع تمامًا ، يمكن للمصنع إجراء التجربة باستخدام بيانات الأداء ومعلومات حالة النظام – المستخرجة عبر أجهزة استشعار موجودة داخل المعدات – لإنشاء نسخة افتراضية للاختبار.
يوفر هذا طريقة آمنة للشركة لمعرفة ما إذا كانت التحسينات ستنجح أم لا مع توفير تكاليف توقف الإنتاج المرتبطة بذلك . ويمكن تطبيق نفس الفرضيات على تصميم المنتجات حيث تستطيع الشركات تقييم النماذج الأوليّة دون الحاجة للاستثمار الكامل في تطويرها او تصنيعها .
أيضاً: كيف ستغير توائم رقمية و XR تطوير المنتجات تقريباً كل صناعة
وفقاً لأبحاث McKinsey يقول قادة البحث والتطوير إن تقنيات توأمية رقمياً تُحدث بالفعل تأثيرا “ملحوظا” على تطوير المنتج وغالبا ما تقلل أوقات التطوير الإجمالية بنسبة تتراوح بين 20% إلى 50% وتقلل الإنفاق أيضًا .
تمتد فوائد تقنيات توأمية رقماً أيضاً إلى مراقبة الأصول عن بُعد بشكل فوري . حيث تستطيع تلك التقنيات جمع البيانات حول أداء المعدات وإبلاغ المستخدمين بالمشكلات المحتملة حتى يتمكنوا بسرعة معالجة الأمور .
تلعب أيضًا دور مهم جداً فى التصميم البيئي . بينما يعد إنشاء تصاميم منتجات افتراضية داخل نظم مثل CAD ليس بالأمر الجديد إلا أنه بإمكان تلك التقنيات خلق نسخ واقعية لدعم التخطيط الحضري وتطوير البنية الأساسية الحيويّة .
العيوب المحتملة لتقنية الـ Digital Twin
يمكن أن تدفع تقنية الـ Digital Twin نمو الأعمال التجارية وتوفر رؤى قيمة مدفوعة بالبيانات حول العمليات القائمة ولكن ليست خالية تماماً عن العيوب المحتملة .
يجب النظر إلى اعتماد تكنولوجيا الـ Digital Twin جنبًا إلى جنب مع العوائد المحتملة لمستويات الاستثمار العالية . إذ يعتبر إنشاء نسخ دقيقة للأصل الحقيقي عملية تستغرق وقت طويل بتكاليف بدء مرتفعة وقد لا تظهر عوائد الاستثمار حتى تتمكن المؤسسة فعلاً استخراج معلومات مفيدة منها وتنفيذ تغييرات بناءً عليها .
أيضاً: نشر الـ Digital Twins: 7 تحديات تواجه الأعمال وكيف navigate them
علاوةً على ذلك فإن خلق البيئة المناسبة لإعداد الـ Digital Twin قد يكون معقد للغاية خاصةً إذا كانت القابلية للتشغيل المتداخل مشكلة . يجب أيضاً مراقبة وصيانة تلك الأنظمة باستمرار .
بالإضافة لذلك هناك مخاطر أمن المعلومات يجب أخذها بعين الاعتبار . تحتاج النسخة الافتراضية لشبكة وصول خلفي وخدمات تخزين سحابيه وبيانات وعادةً تتطلب نقاط دخول للأصل الحقيقي وللبيئات المحيطه به .
إذا كانت وضع الأمن السيبراني لدى المؤسسة ضعيفة فقد يتمكن المهاجمون الإلكترونيون اختراق نظام النسخة الافتراضية لمعرفة كامل مجموعة التكنولوجيا والأصول الخاصة بالضحايا وسرقة المعلومات او إحداث دمار واسع النطاق .
رؤى المحللين والتوقعات
- يقدر محللو Gartner بأن سوق النسخة الافتراضية سيصل قيمته حوالي 183 مليار دولار بحلول عام 2031 وفقاً لشركة أبحاث السوق فإن النسخ المركبة تقدم أكبر فرصة.
- تشير أبحاث MarketsandMarkets إلى أنه سيتم نمو سوق النسخة الافتراضية العالمية بمعدل تقديري قدره 10,1 مليار دولار أمريكي عام 2023 ليصل الى حوالي110,1 مليار دولار بحلول عام2028 مدفوعا بالحاجة الى خفض تكاليف التصنيع بالإضافة لزيادة الاهتمام بصناعة الرعاية الصحية.
تتوقع شركة “فورتشن بيزنس إنسايتس” أن سوق التوائم الرقمية العالمي، الذي تبلغ قيمته 12.91 مليار دولار في عام 2023، سينمو ليصل إلى 17.73 مليار دولار في عام 2024 و259.32 مليار دولار بحلول عام 2032. كما تتوقع شركة “آي دي سي” أنه بحلول عام 2027، ستستخدم 35% من شركات G2000 أدوات تنسيق سلسلة الإمداد التي تتميز بقدرات التوائم الرقمية. وتشير بيانات استطلاع أجرته شركة “ماكنزي آند كومباني” إلى أن حوالي 75% من الشركات قد اعتمدت بالفعل تقنيات التوائم الرقمية بمستويات تعقيد لا تقل عن “متوسطة”.
أمثلة واقعية على اعتماد التوائم الرقمية
تنتشر الوعي بتقنية التوائم الرقمية بسرعة عبر الصناعات المختلفة، بما في ذلك التصنيع والطيران والنقل والتجزئة والرعاية الصحية.
كشف استطلاع أجرته شركة “آي دي سي” عن زيادة المعرفة بتقنيات التوائم الرقمية في هذه الصناعات وغيرها. حيث أفاد ما مجموعه 52% من المستجيبين في مجالات الموارد والبناء بأنهم على دراية بهذه التقنية، تلاهم 40% في التصنيع والخدمات المهنية، و37% في النقل واللوجستيات وكذلك الطاقة، و36% في المالية.
أيضًا: كيف يمكن للتوائم الرقمية توفير الوقت والمال والأرواح عند تطوير الأدوية الموصوفة
يبدو أن تقنيات التوائم الرقمية تنمو بشكل أسرع في الصناعات الثقيلة مثل التصنيع والنفط والغاز والطيران والسيارات. ومع ذلك، تُستخدم تقنيات التوائم الرقمية أيضًا في التجزئة والرعاية الصحية ومشاريع المدن الذكية.
تشمل الحالات الواقعية لتكنولوجيا التوأم الرقمي اليوم:
- سويسكوم: عملت سويسكوم مع إريكسون لإطلاق مشروع استخدم توأم رقمي للشبكة لإنتاج توصيات الشبكة مما ساعد الشركة السويسرية على تحقيق تخفيض بنسبة 20% بشكل إجمالي للطاقة المنقولة وتقليل استهلاك الطاقة لمحطات القاعدة وتحسين سرعات العملاء.
- مايو كلينك: استخدمت مايو كلينك البيانات بما فيها الصور الطبية وعلم الوراثة والأجهزة القابلة للارتداء لإنشاء نماذج مخصصة للمرضى للتشخيص والعلاج.
- سيمنز: تستخدم مجموعة التكنولوجيا الألمانية سيمنز توأمًا رقميًا لمحطة طاقة افتراضية لرسم خرائط البنية الأساسية لمحطات الطاقة بما يشمل مكونات مثل الألواح الشمسية وتوربينات الرياح.
- إن تي تي إندي كار: تستخدم هيئة سباقات السيارات الأمريكية إن تي تي إندي كار التقنيات الخاصة بالتوأم الرقمي مع الذكاء الاصطناعي وتحليلات البيانات لإنتاج رؤى سباق حقيقية الوقت.
- E.ON: قامت E.ON وهي شركة طاقة ألمانية بتعيين DNV لتنفيذ توأم رقمي لمراقبة أصولها وجمع بيانات الأداء.
- بي إم دبليو: تعمل بي إم دبليو مع SAP لإنشاء نماذج افتراضية لجميع مصانعها النشطة.
- الشراكة الاقتصادية لأورلاندو: استعانت OEP بمساعدة SAP لنشر توأم رقمي لتطوير أداة تخطيط حضري تشمل تمثيلات ثلاثية الأبعاد للمناطق الحضرية.
في وقت مبكر من عام 2018 ، استكشف تقرير لشركة ديلويت حالات واقعية للاعتماد قائلاً إن الشركات تستخدم هذه “التوامات الرقمية” بشكل متزايد عبر عدد متزايد من الصناعات مما يسهل تصميم وتشغيل المنتجات والعمليات المعقدة بدءًا من توربينات الرياح إلى ممرات السوبر ماركت. تسارع هذه التكنولوجيا تطوير المنتجات والعمليات وتحسين الأداء وتمكين الصيانة الاستباقية.
يوضح دراسة ديلويت لعام 2018 كيف استفادت هذه الشركات من استخدام التقنيات:
- مازيراتي: تستخدم الشركة المصنعة للسيارات تقنيات التوأم الرقمي لتسريع تصميم المنتج حيث تقلل النمذجة الافتراضية والمحاكاة عدد النماذج الأولية المكلفة المطلوبة وتقلل الحاجة لإجراء اختبارات نفق الرياح واختبارات القيادة الفعلية مما يقلص وقت تطوير السيارة بنسبة تصل إلى %30.
- جنرال إلكتريك (GE): تستخدم العملاقة التقنية جنرال إلكتريك توأماً رقمياً لنموذج عمليات سلسلة الإمداد والمصنع لديها لتحسين إدارة المخزون.
- Dassault Systems: تقوم الشركة الصحية ببناء مكتبة تحتوي على محاكاة واقعية لقلوب البشر يمكن للأطباء الرجوع إليها لفهم حالة المريض بشكل أفضل وفي الوقت الحقيقي.
إلى جانب السحابة ، فإن الذكاء الاصطناعي ، والتعلم الآلي ، وتحليلات البيانات ، تمتلك تقنيات التوأمة الرقمينة القدرة على تحسين الإنتاج والتصنيع وسلاسل الإمداد بشكل كبير. فالتوامات ليست ثابتة؛ بل يمكنها دمج مجموعة واسعة من التقنيات الحديثة لتوفير نظرة شاملة وشفافة للأصول وكيف تعمل معاً – وبالتالي تحسين نتائج الأعمال وتمكين اتخاذ قرارات مستنيرة وزيادة الكفاءة.
مع تزايد الاهتمام وفهم تقنيات التوأمة الرقمينة كل عام ، نتوقع أن العديد من المؤسسات ستقوم بإنشاء واستغلال توامتها الخاصة بها مستقبلاً.يبدو أن النص الذي قدمته يحتوي على جزء من كود برمجي يتعلق بفيسبوك، وليس مقالاً يمكن إعادة كتابته. إذا كان لديك نص آخر أو مقال ترغب في ترجمته إلى العربية، يرجى تقديمه وسأكون سعيدًا بمساعدتك!
