Khái niệm về Digital Twins

Digital twins là mô hình ảo của các quy trình, hệ thống, sản phẩm, hoặc đối tượng vật lý khác, được xây dựng bằng công nghệ thực tế ảo (VR), mô hình hóa dữ liệu và đồ họa 3D. Nói cách khác, Digital twins là bản sao kỹ thuật số chính xác của một đối tượng trong thế giới vật lý, với trạng thái của nó được duy trì thông qua các cập nhật thời gian thực.

Nhờ Digital Twins, các doanh nghiệp có thể giám sát các sản phẩm trong quá trình sử dụng và trong suốt vòng đời của chúng, từ đó nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành.

Ví dụ: Công nghệ  Digital Twins có thể được áp dụng để giám sát động cơ máy bay hoặc quản lý các quy trình dây chuyền trong các ngành công nghiệp sản xuất.

Digital twins ngày nay đã trở thành một công nghệ quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp 4.0

Lợi ích của Digital Twins trong sản xuất và vận hành

Kết hợp với machine learning và các dữ liệu chuyên sâu từ đội ngũ kỹ sư, Digital Twin giúp xác định các vấn đề tiềm ẩn trước khi chúng xảy ra, đồng thời dự đoán kết quả tương lai dựa trên các thông số hiện có. Điều này giúp doanh nghiệp chủ động trong việc cải thiện quy trình và nâng cao hiệu suất.

Ví dụ: Digital Twins, bạn có thể mô phỏng và kiểm tra kết quả của các tình huống thay đổi trong dây chuyền sản xuất, giúp tối ưu hóa hiệu suất thiết bị và nâng cao năng suất tổng thể.

Tầm quan trọng của Digital Twins

Việc phân tích những gì đang diễn ra trên dây chuyền sản xuất và dự đoán tương lai là yếu tố quan trọng để tối đa hóa hoạt động thiết bị, năng suất sản xuất, và lợi nhuận doanh nghiệp. Đây là chính xác những gì mà công nghệ Digital Twins mang lại.

Công nghệ này cho phép bạn sử dụng các dữ liệu phân tích để đưa ra quyết định nhanh chóng và chính xác hơn. Không chỉ vậy, bạn còn có thể tự động hóa quy trình ra quyết định, điều chỉnh thiết bị, dây chuyền sản xuất và quy trình hệ thống một cách linh hoạt. Digital Twins cung cấp cái nhìn toàn diện về mọi khía cạnh trong dây chuyền và quy trình sản xuất, cùng khả năng mô phỏng chính xác chưa từng có trước đây.

Digital Twins và Big data:

Digital Twins và Big Data là hai công nghệ quan trọng trong lĩnh vực công nghệ thông tin và công nghiệp, và khi kết hợp, chúng tạo ra sức mạnh lớn để cải thiện hiệu suất, tối ưu hóa hoạt động và dự đoán sự cố trong nhiều lĩnh vực. Khi kết hợp Digital Twins với Big Data, chúng tạo ra giá trị lớn hơn nữa cho các ngành công nghiệp, nhờ vào sự phối hợp giữa mô hình hóa, dữ liệu lớn, và trí tuệ nhân tạo. Một số ứng dụng tiêu biểu:

• Dự đoán và phòng ngừa sự cố: Digital Twin sử dụng dữ liệu lớn để dự đoán các lỗi tiềm năng dựa trên dữ liệu hoạt động và điều kiện thực tế của máy móc.

• Tối ưu hóa hiệu suất: Phân tích dữ liệu từ Digital Twin và Big Data cho phép tối ưu hóa quy trình sản xuất, tăng hiệu suất và giảm tiêu hao năng lượng.

• Phát triển sản phẩm: Dữ liệu từ các phiên bản Digital Twins của sản phẩm và dữ liệu lớn giúp cải tiến sản phẩm mới và phản ánh nhu cầu thực tế của người dùng.

Việc sử dụng Digital Twins và Big Data trong các ngành công nghiệp đang ngày càng phổ biến và được coi là một trong những xu hướng công nghệ tương lai, với tiềm năng tạo ra những bước đột phá về hiệu suất, bảo trì, và đổi mới sản phẩm.

Digital Twins và IOT:

Khi Digital Twins và IoT kết hợp, chúng tạo nên một mô hình tiên tiến cho nhiều ứng dụng công nghiệp và thành phố thông minh. Dữ liệu từ các thiết bị IoT được truyền đến các hệ thống Digital Twins, giúp mô phỏng chính xác trạng thái hiện tại và dự đoán tương lai của hệ thống thực.

Các bước hoạt động chính: Thu thập dữ liệu ưua Iot, Đồng bộ với Digital Twins, phân tích và đưa ra các kịch bản dự báo hoặc Digital Twins có thể gửi thông tin phản hồi lại cho các thiết bị IoT để tự động điều chỉnh và tối ưu hóa hoạt động của hệ thống thực.

• Bảo trì tiên đoán: Sử dụng dữ liệu IoT để dự đoán các lỗi có thể xảy ra trong máy móc và thiết bị, giúp tối ưu hóa lịch bảo trì và giảm chi phí sửa chữa.

• Tối ưu hóa vận hành: Digital Twins giúp các nhà quản lý mô phỏng các thay đổi trong quy trình vận hành dựa trên dữ liệu IoT, tối ưu hóa hiệu suất sản xuất và giảm tiêu hao năng lượng.

• Thiết kế sản phẩm và phát triển đô thị thông minh: Dữ liệu từ IoT và mô phỏng Digital Twins được sử dụng để thiết kế, thử nghiệm và cải tiến sản phẩm mới, xây dựng cơ sở hạ tầng đô thị thông minh (như hệ thống đèn giao thông, quản lý năng lượng).

• Quản lý chuỗi cung ứng: Kết hợp IoT và Digital Twins trong chuỗi cung ứng giúp theo dõi hàng hóa và tối ưu hóa quá trình vận chuyển, phân phối.

Sự kết hợp giữa Digital Twins và IoT đang mở ra tiềm năng lớn trong việc nâng cao hiệu suất hoạt động, giảm chi phí, và cải tiến sản phẩm và quy trình trong mọi ngành công nghiệp.

Vì sao Digital twins là xu thế mới nhất trong sản xuất

Với khả năng mô phỏng và giám sát chi tiết theo thời gian thực, Digital Twins đang trở thành một xu thế mới trong sản xuất. Công nghệ này giúp các doanh nghiệp tối ưu hóa hoạt động sản xuất, giảm thiểu chi phí, rút ngắn thời gian phát triển sản phẩm, đồng thời cải thiện chất lượng sản phẩm. Hiện tại, Digital Twins đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất ô tô, điện tử, và thực phẩm.

Các nhà sản xuất có thể khai thác Digital Twins trong nhiều khía cạnh của hoạt động kinh doanh, bao gồm:

• Tối ưu hóa quy trình sản xuất: Digital Twins cho phép mô hình hóa các quy trình khác nhau trong sản xuất, giúp xác định các rủi ro tiềm ẩn để phòng ngừa, đồng thời đưa ra các đề xuất cải tiến để tăng hiệu suất và chất lượng sản phẩm.

• Thử nghiệm dây chuyền và phát triển sản phẩm mới: Công nghệ này hỗ trợ thử nghiệm các dây chuyền sản xuất mới và tạo mẫu sản phẩm một cách nhanh chóng, giúp rút ngắn thời gian từ ý tưởng đến khi sản phẩm ra thị trường.

• Theo dõi hiệu suất thiết bị: Digital Twins cho phép theo dõi hiệu suất và trạng thái của thiết bị theo thời gian thực, giúp các nhà sản xuất nắm bắt tình trạng hoạt động của máy móc, từ đó tối ưu hóa quy trình vận hành.

• Thử nghiệm và cải tiến sửa chữa: Digital Twins có thể mô phỏng các phương án sửa chữa và cải tiến để đánh giá hiệu quả trước khi triển khai thực tế, giúp hoàn thiện quy trình bảo trì dự đoán và giảm thiểu rủi ro trong quá trình vận hành.

• Mô hình hóa cơ hội kinh doanh mới: Digital Twins có thể được sử dụng để mô phỏng các cơ hội kinh doanh, từ đó hỗ trợ doanh nghiệp xây dựng các chiến lược tăng trưởng phù hợp với thị trường.

Mục đích chính của Digital Twins là mô phỏng hoạt động sản xuất trước khi áp dụng vào thực tế. Sử dụng dữ liệu từ thế giới thực, các mô phỏng này đạt độ chính xác cao, cho phép bản sao kỹ thuật số của sản phẩm hoặc quy trình được thử nghiệm chi tiết trước khi nguyên mẫu được chế tạo.

Công nghệ này cũng được sử dụng hiệu quả trong bảo trì dự đoán, giúp phát hiện các vấn đề của máy móc ngay khi chúng bắt đầu xuất hiện, trước khi gây ra sự cố lớn. Việc này giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí sửa chữa, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động không mong muốn, và tối ưu hóa hoạt động sản xuất một cách toàn diện. Digital Twins không chỉ giúp tăng hiệu quả sản xuất mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cạnh tranh của doanh nghiệp trong thị trường ngày càng khắt khe.

Ứng dụng của Digital twins trong thực tiễn

1. Thiết kế sản phẩm

Trước đây, thiết kế sản phẩm là một quy trình tốn kém và phức tạp, đòi hỏi phải tạo ra nhiều nguyên mẫu vật lý và thực hiện nhiều thử nghiệm. Với Digital Twins, các kỹ sư và nhà sản xuất có thể tạo ra các bản sao kỹ thuật số của sản phẩm và thử nghiệm chúng trong môi trường mô phỏng trước khi sản xuất thực tế. Điều này giúp giảm thời gian và chi phí thử nghiệm, đồng thời đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng không có lỗi hoặc khiếm khuyết. Digital Twins còn cho phép tái tạo các môi trường khắc nghiệt hoặc khó mô phỏng trong thực tế, đảm bảo tính ổn định và bền vững của thiết kế.

2. Tối ưu hóa quy trình sản xuất

Digital Twins có thể sử dụng dữ liệu thu thập từ các cảm biến IoT để mô phỏng quy trình sản xuất và phân tích hiệu suất. Khi được kết hợp với trí tuệ nhân tạo (AI), công nghệ này có thể phân tích dữ liệu lịch sử và thời gian thực để tìm ra các điểm yếu trong quy trình, từ đó đưa ra các đề xuất cải thiện. Nhờ vào khả năng mô phỏng chính xác, các doanh nghiệp có thể điều chỉnh quy trình để giảm thiểu sai sót, tối ưu hóa hiệu suất và nâng cao độ chính xác trong các quyết định sản xuất.

3. Quản lý chất lượng sản phẩm

Việc lắp đặt các cảm biến IoT trên dây chuyền và máy móc cho phép Digital Twins theo dõi hoạt động sản xuất trong thời gian thực. Điều này giúp doanh nghiệp kiểm soát chất lượng sản phẩm một cách chặt chẽ và có thể điều chỉnh quy trình ngay lập tức khi phát hiện các vấn đề. Digital Twins mô phỏng từng giai đoạn sản xuất, cho phép thử nghiệm các vật liệu hoặc thay đổi quy trình để tìm ra giải pháp tốt nhất, từ đó đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng cao nhất.

Nên cân nhắc tổng thể về những lợi ích và hạn chế của công nghệ này

4. Quản lý chuỗi cung ứng

Trong bối cảnh cạnh tranh hiện nay, việc giao hàng đúng hẹn là yếu tố then chốt đối với các ngành như logistics, thương mại điện tử, bán lẻ và sản xuất. Digital Twins giúp tối ưu hóa chuỗi cung ứng bằng cách cung cấp dữ liệu thời gian thực về quá trình đóng gói, quản lý đội xe và tìm các tuyến đường vận chuyển hiệu quả nhất. Điều này giúp rút ngắn thời gian giao hàng, giảm chi phí vận chuyển và kho bãi, từ đó cải thiện sự hài lòng của khách hàng và nâng cao hiệu quả quản lý chuỗi cung ứng.

5. Bảo trì dự đoán

Bảo trì dự đoán là một trong những ứng dụng quan trọng nhất của Digital Twins trong sản xuất. Các bản sao kỹ thuật số của máy móc giúp mô phỏng và dự đoán hoạt động của thiết bị trong tương lai. Điều này cho phép doanh nghiệp dự đoán chính xác khi nào máy móc có khả năng gặp sự cố, từ đó lên kế hoạch bảo trì trước khi sự cố xảy ra. Nhờ vậy, các công ty có thể giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động, giảm chi phí sửa chữa đột xuất và nâng cao tuổi thọ của thiết bị.

6. Phân tích trải nghiệm khách hàng

Digital Twins không chỉ giúp giám sát và cải thiện hiệu suất nội bộ mà còn hỗ trợ trong việc phân tích trải nghiệm khách hàng. Bằng cách thu thập dữ liệu phản hồi từ người dùng về sản phẩm, Digital Twins giúp doanh nghiệp hiểu rõ hơn nhu cầu và mong muốn của khách hàng. Các thông tin này có thể được chuyển đến các bộ phận thiết kế và kỹ thuật để cải thiện sản phẩm, đáp ứng tốt hơn kỳ vọng của người tiêu dùng. Điều này giúp nâng cao sự hài lòng của khách hàng và tạo ra lợi thế cạnh tranh cho doanh nghiệp.

Kết luận 

Ứng dụng của Digital Twins trong thực tiễn đã chứng minh được hiệu quả vượt trội trong việc tối ưu hóa sản xuất, quản lý chất lượng, và cải thiện trải nghiệm khách hàng. Nhờ khả năng mô phỏng chính xác và phân tích dữ liệu thời gian thực, công nghệ này đang trở thành công cụ đắc lực cho các doanh nghiệp trong kỷ nguyên số hóa và Công nghiệp 4.0.

12 xu hướng ứng dụng IoT được kỳ vọng trong năm 2024

Hệ thống thực ảo là nền tảng của nhà máy thông minh

Chuyển đổi số nhà máy thông minh