Na rozdíl od tradičních digitálních dvojčat, která slouží především ke sledování a analýze, jsou spustitelná digitální dvojčata aktivní dynamické modely, které mohou reagovat na vstupy, simulovat scénáře a rozhodovat se samostatně nebo s lidským zásahem. Označují se jako spustitelná digitální dvojčata (xDT). Zjednodušeně řečeno, xDT je digitální dvojče na čipu. xDT využívá data z (relativně) malého počtu senzorů integrovaných ve fyzickém výrobku k provádění simulací v reálném čase pomocí modelů redukovaného řádu. Na základě tohoto malého počtu senzorů dokáže předpovědět fyzikální stav v jakémkoli bodě na objektu (dokonce i v místech, kam by nebylo možné umístit senzory).
Simulace a interakce v reálném čase
Spustitelná digitální dvojčata (xDT) jsou schopná simulovat chování a výkon fyzického aktiva nebo systému v reálném čase. Mohou reagovat na vstupy, simulovat různé provozní podmínky a dynamicky komunikovat s externími systémy nebo uživateli.
Autonomie a rozhodování
Spustitelná digitální dvojčata (xDT) se mohou rozhodovat samostatně na základě předem definovaných pravidel, algoritmů nebo modelů strojového učení. Mohou analyzovat data, předvídat výsledky a přijímat opatření k optimalizaci výkonu nebo reagovat na měnící se podmínky.
Řízení v uzavřené smyčce
Spustitelná digitální dvojčata (xDT) často pracují v řídicím systému v uzavřené smyčce, kde jsou data ze senzorů a aktuátorů v reálném čase přenášena zpět do virtuálního modelu za účelem úpravy parametrů, optimalizace výkonu a udržování požadovaných provozních podmínek.
Prediktivní analýza a optimalizace
Spustitelná digitální dvojčata (xDT) využívají prediktivní analytiku a optimalizační techniky k předvídání budoucího chování, identifikaci potenciálních problémů nebo příležitostí a doporučování opatření ke zlepšení výkonu nebo zmírnění rizik.
Integrace s technologiemi IoT a AI
Spustitelná digitální dvojčata (xDT) využívají senzory internetu věcí (IoT), konektivitu a algoritmy umělé inteligence (AI) ke shromažďování dat v reálném čase, analýze složitých vzorců a přijímání informovaných rozhodnutí. Mohou také zahrnovat modely strojového učení pro adaptivní chování a neustálé zlepšování.
Dynamická adaptace a učení
Spustitelná digitální dvojčata (xDT) jsou schopná učit se ze zkušeností a přizpůsobovat se změnám prostředí nebo provozních podmínek v průběhu času. Na základě nových dat a zpětné vazby mohou průběžně aktualizovat své modely, parametry a strategie.
Spustitelná digitální dvojčata nacházejí uplatnění v různých oblastech, a to včetně výroby, energetiky, dopravy, zdravotnictví a chytrých měst. Umožňují prediktivní údržbu, autonomní provoz, optimalizaci procesů a podporu rozhodování ve složitých systémech, kde je rozhodující sledování a řízení v reálném čase. Spustitelná digitální dvojčata celkově představují další vývoj v technologii digitálních dvojčat a nabízejí rozšířené možnosti simulace, rozhodování a optimalizace fyzických aktiv a systémů v reálném čase. Spustitelné digitální dvojče je pokročilá forma digitálního dvojčete, která nejenže představuje virtuální repliku fyzického aktiva nebo systému, ale má také schopnost spouštět, simulovat a interagovat s virtuálním modelem v reálném čase.
Modely založené na fyzice
Spustitelné digitální dvojče založené na fyzice se opírá o matematické modely, které popisují fyzikální chování replikovaného systému. Tyto modely jsou obvykle založené na základních fyzikálních principech, jako je mechanika, termodynamika, dynamika tekutin, elektromagnetika a podobně. Řešením rovnic, kterými se tyto fyzikální jevy řídí, může digitální dvojče simulovat chování reálného systému ve virtuálním prostředí.
Simulace fyzikálních procesů
Digitální dvojče simuluje fyzikální procesy a interakce v systému pomocí fyzikálních modelů. To umožňuje předvídat, jak se bude systém chovat za různých provozních podmínek, vstupů a scénářů.
Simulace v reálném čase
Spustitelné digitální dvojče založené na fyzikálních modelech může simulovat chování fyzikálního systému v reálném nebo téměř reálném čase. To umožňuje dynamickou interakci a rozhodování na základě aktuálního stavu systému a jeho prostředí.
Řízení v uzavřené smyčce
Spustitelná digitální dvojčata založená na fyzice často pracují v řídicím systému v uzavřené smyčce, kde se data ze senzorů a aktuátorů v reálném čase používají k úpravě parametrů simulace a řízení chování virtuálního modelu. To umožňuje digitálnímu dvojčeti udržovat požadované provozní podmínky a optimalizovat výkon.
Validace a ověřování
Modely založené na fyzice používané ve spustitelných digitálních dvojčatech musí být validovány a ověřovány, aby byla zajištěna jejich přesnost a spolehlivost. To zahrnuje porovnání výsledků simulace s reálnými měřeními a experimentálními daty, aby se potvrdilo, že digitální dvojče přesně reprezentuje fyzický systém.
Ačkoli se ve spustitelných digitálních dvojčatech běžně používá modelování založené na fyzice, je důležité poznamenat, že v závislosti na konkrétních požadavcích a omezeních aplikace lze použít i jiné přístupy k modelování, například modelování založené na datech, empirické modely nebo hybridní modely kombinující fyziku a techniky založené na datech.
