TeknikpionjÀren förklarar utvecklingen av digitala tvillingar

Grafik av digital tvillingmodell.  En bild av ett raketskepp i bÄda


För att förstĂ„ den senaste tidens spĂ€nning kring Nvidias omniversum för ingenjörer, kan det vara bra att förstĂ„ hur digitala tvillingar utvecklades som ett sĂ€tt att Ă„stadkomma digital transformation som involverar fysiska saker. VentureBeat kom ikapp Michael Grieves, som Ă€r krediterad för att ha skapat konceptet och myntat termen “digitala tvillingar” 2002 samtidigt som han utvecklade bĂ€sta praxis för att fĂ„ digital transformation till design, tillverkning och support av fysiska produkter. Tekniskt sett Ă€r dock denna kredit bara halvt sann. Medan Grieves hjĂ€lpte till att rama in nyckelbegreppen, föreslog hans vĂ€n, NASA-forskaren John Vickers, faktiskt termen för det framvĂ€xande fĂ€ltet 2010.

Efter en lĂ„ng historia i branschen tog Grieves en doktorsexamen frĂ„n Case Western och sedan “misslyckades kapitalt” vid pensioneringen. Han började arbeta med bilindustrin för att utforska hur de kunde anvĂ€nda digital transformation för att förĂ€ndra hur de designar, testar, bygger och stödjer produkter. En dag bjöd en gammal kollega frĂ„n EDS in honom att hjĂ€lpa till inom ett relaterat omrĂ„de som kallas produktlivscykelhantering (PLM).

Under de efterföljande Ären blev PLM hörnstenen för utvecklingen av digitala tvillingrelaterade verktyg och teknologier. De tre stora PLM-leverantörerna, Siemens, PTC och Dassault SystÚmes, hanterar nu alla portföljer av digitala tvillingerbjudanden för olika branscher.

Michael Grieves var dÀr i början, eftersom branschen precis började gÄ frÄn att flytta runt 2D-ritningar till 3D-modeller. HÀr utvecklar han hur branschen har utvecklats, var han ser den idag, och hur företag kan förbereda sig nÀr ny digital tvillinginfrastruktur, som Omniversum för ingenjörer, gÄr i övervÀxel.

HÀr Àr konversationen, redigerad för klarhet och korthet:

Ett samtal med Michael Grieves

VentureBeat: Hur kom hela idén med digitala tvillingar samman som ett viktigt koncept för att förbÀttra vad mÀnniskor redan gjorde?

Sörjer: Jag insÄg att den bÀsta anvÀndningen av information i byggprodukter var att hitta sÀtt att ersÀtta bortkastade fysiska resurser. Tanken var att uppmÀrksamma hur information kan göra det möjligt för oss att bli mer effektiva och effektiva i anvÀndningen av uppgifter för att skapa produkter som att designa en produkt, att kunna tillverka en, fÄ en produkt att misslyckas och att kunna ta reda pÄ vad som Àr fel. och stödja den.

Den digitala tvillingen Àr förmÄgan att kunna ha den informationen frÄn mina fysiska saker utan att vara i nÀrheten av den och att kunna anvÀnda den informationen för att sedan bli mer effektiv och effektiv.

VentureBeat: Hur Àr det med andra typer av saker som programvara, leveranskedjor eller molnresurser som inte Àr sÄ fysiska?

Sörjer: Jag började till en början med pÄtagliga saker, eftersom folk kunde komma pÄ att jag har ett raketskepp och jag behöver informationen om det raketskeppet, frÀmst för att nÀr du vÀl har lanserat det kan du inte komma i fysisk nÀrhet med det. Men Àrligt talat kan en digital tvilling vara allt vi kan visualisera. Detta inkluderar processer, logistik, ekonomiska system och försörjningskedjor. Jag höll mig avsiktligt borta frÄn icke-pÄtagliga saker till att börja med, eftersom jag trodde att det skulle förvirra frÄgan. Men om man tittar pÄ hur det hÀr har börjat explodera sÄ inkluderar det nu alla möjliga icke-pÄtagliga saker ocksÄ.

VentureBeat: Hur har PLM-omrÄdet utvecklats sedan du först började formalisera det pÄ detta sÀtt?

Sörjer: Jag var lÄngt före kurvan nÀr jag började prata om dessa idéer. Datorers förmÄga att göra den hÀr sortens saker var relativt begrÀnsad. Vi gick precis över till möjligheten att ha 3D-modeller, och möjligheten att modellera och simulera beteende var ganska i sin linda. Men tack vare Moores lag har vi dramatiskt ökat mÀngden datorkapacitet för att göra den hÀr typen av saker genomförbara.

VentureBeat: Nu nÀr vi Àr inne pÄ nya domÀner som djupinlÀrning, verktyg för automatisk generering av modeller och metaversen för ingenjörer, hur skulle du utforma hur företag kan tÀnka pÄ dessa saker praktiskt?

Sörjer: Det var ungefÀr dÀrför jag delade in digitala tvillingar i olika typer beroende pÄ var de befinner sig i produktens livscykel. Mitt perspektiv Àr att den digitala tvillingen föregÄr den fysiska. Om du tÀnker ha en produkt börjar du med en digital tvilling först för att identifiera alla potentiella problem.

Genom att bygga den digitala tvillingen i början kan du göra alla dina misstag, praktiskt taget, om du sÄ vill, dÀr det inte finns nÄgra konsekvenser om jag orsakar ett katastrofalt misslyckande. Det Àr lÀtt att bara köra om simuleringen igen, jÀmfört med att genast försöka bygga nÄgot efter att vi fÄtt en ny produktidé.

NĂ€r vi börjar ha en verklig fysisk produkt, har vi vad jag kallar Digital Twin Instance, som nu Ă€r tvillingen till en specifik sak, inte bara en generellt. Jag vill följa det hela livet. Om jag samlar in all information frĂ„n alla mina digitala tvillinginstanser har jag ett Digital Twin Aggregate, som sedan lĂ„ter mig anvĂ€nda dessa tekniker, oavsett om det Ă€r maskininlĂ€rning eller AI, för att göra sĂ„dana saker som att förutsĂ€ga fel innan de intrĂ€ffar, sĂ„ jag kan göra nĂ„got Ă„t ​​det.

Det Ă€r hĂ€r jag skiljer mig frĂ„n industri 4.0. De har antagit detta perspektiv om “hur tar jag ett misslyckande och slĂ€pper tiden för att Ă„tgĂ€rda det.” Men ur mitt perspektiv vill jag aldrig misslyckas. Jag vill förutsĂ€ga att nĂ„got kommer att misslyckas och fixa det först. SĂ„ om jag har ett fel pĂ„ ett fabriksgolv skulle jag vilja veta att det om 4 timmar kommer att finnas en flaskhals i det hĂ€r omrĂ„det och Ă„tgĂ€rda det innan flaskhalsen nĂ„gonsin intrĂ€ffar.

Bild av olika typer av digitala tvillingar.  Det finns en digital tvillingprototyp, dÀr produkter kan tillverkas, en digital tvillinginstans, som inkluderar produkter som tillverkas, och digitala tvillingaggregat, som inkluderar alla produkter som har tillverkats.

VentureBeat: Hur tror du att omrÄdet för digitala tvillingar kan dra nytta av lektionerna i DevOps, dÀr team planerar och testar mer i förvÀg och ökar uppdateringar i mindre vÀrdeenheter?

Sörjer: Som alltid tenderar de ovanliga misstÀnkta att bita dig. Och förmÄgan att göra dessa saker digitalt gör att jag kan kasta ett mycket bredare nÀt, nÀr det gÀller de parametrar som jag kan testa för, förutsatt att jag fÄr min fysik rÀtt. Till exempel, vid krocktester kanske vi bara har rÄd med ett krocktest vid vissa riktningar, pÄ grund av kostnaden för att utföra fysiska krocktester. Med virtuella krocktester kan jag krocktesta varje kompasspunkt pÄ bilen och avgöra om jag till exempel har en skrynkelzon som visar sig i en sned vinkel som inte dyker upp vid en frontalkrock.

SÄ det ger mig en mycket rikare testmiljö Àn jag tror att jag kan fÄ av att göra fysiska tester. Jag har föreslagit att det enda verkliga sÀttet att veta om en tillverkad produkt kommer att uppfylla dess krav Àr att testa den till förstörelse. TyvÀrr kan du inte sÀlja en massa av de dÀr sakerna nÀr du vÀl gör det, men om jag kunde testa de digitala tvillingarna till förstörelse, och om jag hade förtroende för att min digitala tvilling Äterspeglade sin fysiska motsvarighet, sÄ har jag stor tilltro till att det produkten kommer att fungera som den behöver.

VentureBeat: Vad ser du som nÄgra stora utmaningar nÀr det gÀller att fÄ data och att organisera systemen som matas in i digitala tvillingar och gillar att göra det mer flytande och intelligent?

Sörjer: Jag tror att det handlar om att ta olika datakÀllor och sedan kunna dra ihop dem sÄ att vi verkligen har en sorts aktualiserade digitala tvillingar. En av problemen Àr att det krÀver mycket datorkraft. Men det hÀr börjar komma. Vi passerade 54 miljarder transistorer pÄ ett chip i Är, och Är 2030 förutspÄr jag 6-7 biljoner transistorer pÄ ett chip. SÄ mÀngden datorkraft vi har ökar exponentiellt. Ur ett tekniskt perspektiv Àr jag ganska hausse pÄ att vi kommer att ha tillrÀckligt med datorkraft för att göra de sorters saker som jag pratar om att göra.

Jag tror att en större frĂ„ga Ă€r ett kulturproblem. Det finns till exempel fortfarande organisationer som tycker att man behöver testa nĂ„got fysiskt för att kunna dra en slutsats. En kulturell frĂ„ga Ă€r att om du hajpar en teknik innan den Ă€r klar, sĂ„ blir folk avskrĂ€ckta över det. En andra frĂ„ga Ă€r att vi nu har digitala infödda som kommer in i organisationerna som Ă€r absolut bekvĂ€ma med detta. Men den högsta ledningen tror att om de inte kan plocka upp den och flytta den med hĂ€nderna sĂ„ Ă€r den inte pĂ„ riktigt. Och sĂ„ har du vad jag kallar “pension-it” dĂ€r folk Ă€r oroliga för denna stora förĂ€ndring. De försöker bara gĂ„ i pension innan de mĂ„ste ta en risk med nĂ„got de inte riktigt tror pĂ„ eller förstĂ„r.

VentureBeat: Vad jobbar du med nu?

Sörjer: Jag tittar fortfarande pÄ vilken typ av underliggande strukturer som vi kommer att behöva. Jag Àr intresserad av plattformsbiten och hur vi skapar plattformar för detta och hur det kommer att se ut. Jag undersöker ocksÄ hur det hÀr i allmÀnhet exploderar, vart det tar vÀgen, pratar om möjligheterna, men varnar för fallgroparna.

VentureBeats uppdrag ska vara ett digitalt stadstorg för tekniska beslutsfattare att fÄ kunskap om transformativ företagsteknik och handla. LÀs mer om medlemskap.