Şu anda mevcut olan en kıymetli Endüstri 4.0 teknolojilerinden biri olan Digital twin (Dijital ikiz ya da Dijital ikizler) ne demek ve ne üzere yarar sağlıyor? Üretim, otomotiv, perakende, sıhhat hizmeti ve daha birçok alanda kullanılan Dijital ikiz teknolojisi hakkında her şey bu makalede.
Dijital ikiz nedir ❓
Dijital ikiz nedir? kısaca açıklamak gerekirse; Dijital ikiz, fizikî bir objenin, sürecin yahut hizmetin dijital temsilidir. Digital twins olarak da isimlendirilen dijital ikizler teknolojisi; bir objenin yahut sistemin ömür döngüsünü kapsayan, gerçek vakitli bilgilerle güncellenen ve karar vermeye yardımcı sanal bir sistemdir. Dijital ikizler, dış dünyadan başka büsbütün sanal ortamlarda çalışan simülasyonların bilakis, sanal benzerilerini tanecikli, yüksek kaliteli datalarla gerçek vakte olarak daima güncelleyen sensörlerle donatılmış, makul gerçek dünya varlıklarının modelleridir. İşletmeler ve kuruluşlar, hayat döngüleri boyunca eserleri tasarlamak, inşa etmek, işletmek ve takip etmek için dijital ikizleri kullanır. Fizikî objelerle ilgili yeni bilgilerle donatılan dijital ikizler, ayrıntılı iddiaya dayalı modeller oluşturmak ve birçok simülasyondan daha hakikat sonuçlar kestirim etmek için yapay zeka ve makine öğrenimini kullanır.
Dijital ikiz teknolojisi nasıl çalışır 🤔
Dijital ikiz teknolojisin nasıl çalıştığını bir örnekle açıklayacak olursak; İncelenmekte olan nesne örneğin; bir rüzgâr türbini, hayati fonksiyonellik alanlarıyla ilgili çeşitli sensörlerle donatılmıştır. Bu sensörler, güç çıkışı, sıcaklık, hava şartları ve daha fazlası üzere fizikî objenin performansının farklı taraflarına ait datalar üretir. Daha sonra bu datalar işletim sistemine aktarılır ve dijital kopyaya uygulanır. Sanal model artık simülasyonları çalıştırmak, performans meselelerini incelemek ve mümkün iyileştirmeler üretmek için kullanılabilir ve bunların tümü, daha sonra yepyeni fizikî objeye geri uygulanabilecek pahalı içgörüler oluşturmak emeliyle kullanılabilir. Dijital ikiz, genelde bilgi bilimi yahut uygulamalı matematik uzmanı olan şahıslar tarafından inşa edilerek hayata geçiriliyor. Bu geliştiriciler, taklit edilen fizikî objenin yahut sistemin altında yatan fiziği araştırır ve bu bilgileri dijital alanda gerçek dünyadaki yepyenisi simüle eden bir matematiksel model geliştirmek için kullanıyorlar.
Dijital ikiz, gerçek dünyadaki muadilinden dataları toplayan sensörlerden girdi alabilecek biçimde inşa edilmiştir. Bu, ikizin fizikî objeyi gerçek vakitli olarak simüle etmesine imkan tanır, bu süreçte de performans ve muhtemel problemlere ait içgörüler sunar. İkiz, fizikî muadilinin prototipine dayalı olarak da tasarlanabilir.
Dijital ikiz ne vakit ortaya çıktı ⌛️
Dijital ikiz teknolojisinin kullanımına NASA’nın öncülük ettiği söyleniyor. Dijital ikiz teknolojisi, birinci olarak 1991’de David Gelernter tarafından Mirror Worlds isimli kitapta lisana getirildi. Dr Michael Grieves de 2002’de dijital ikiz kavramanı birinci olarak üretime uygulayan ve dijital ikiz yazılım kavramını resmî olarak duyuran kişi olarak kabul ediliyor. En sonunda NASA’dan John Vickers, 2010’da dijital ikiz (digital twin) terimini kullandı. Dijital ikiz nasıl yapılır 🧐
Dijital ikizler, kurumsal ve nesnelerin interneti (IoT) datalarıyla birlikte görselleştirme ve tahlil için kavramsal modelleri (BIM, CAD, GIS gibi) içe aktararak yahut gerçek dünyadaki fizikî varlıkları tarayarak oluşturulur. Etkileşimli içerikleri insanın algıladığından daha süratli üreten bilgisayar grafiği teknolojisi olan gerçek vakitli 3D ile desteklenen dijital ikiz, tıpkı vakitte birden fazla data kaynağını gerçekçi, etkileşimli görselleştirmeler olarak düzenleyebilir ve sunabilir. Dijital ikizler, varlıkların fizikî dünyadaki hareketlerinin, güçlerinin ve etkileşimlerinin sanal temsilleridir. Bu, 3 boyutlu ve hareketlerinize gerçek vakitli olarak karşılık veren dinamik içeriklerle etkileşim kurmanızı sağlar. Bu sanal ortamda, gerçek dünya şartlarını, senaryolarını ve aklınıza gelebilecek her durumu tesirli bir formda simüle edebilir ve taşınabilir aygıtlar, bilgisayarlar ve artırılmış, karma ve sanal gerçeklik (AR, MR, VR) dahil rastgele bir platformda sonuçları anında görselleştirebilirsiniz.
Her dijital ikiz dağıtımı benzersizdir. Dağıtımlar genelde basamaklar halinde gerçekleşir ve her kademenin karmaşıklığı ve iş üzerindeki tesiri artar. Dijital ikiz, bir 3D modelin eser yapılandırmasından, her bir bileşenin mühendislik, inşa ve operasyonel datalarına kadar dinamik olarak bağlı olduğu, geniş bir ağ yahut sistemin temsilidir.
Dijital ikiz cinsleri 💡
Eser oranına bağlı olarak çeşitli dijital ikiz türleri vardır. Bu ikizler ortasındaki en büyük fark, uygulama alanıdır. Bir sistem yahut süreçte farklı cinste dijital ikizlerin bir ortada bulunması yaygın bir durumdur. Dijital ikiz tipleri neler? bakalım: 1. Bileşen ikizleri/Parça ikizleri
Bileşen ikizleri, çalışan bir bileşenin en küçük örneği olan dijital ikizin temel ünitesidir. Kesim ikizleri de aşağı üst birebirdir fakat biraz daha az değere sahip bileşenlerle ilgilidir.
2. Varlık ikizleri
İki yahut daha fazla bileşenin birlikte çalıştığında oluşturduğu şey varlık ikizleridir. Varlık ikizleri, bu bileşenlerin etkileşimini incelemenize imkan tanıyarak işlenebilen, akabinde harekete dönüştürülebilir içgörülere dönüştürülebilen güçlü bir performans verisi oluşturur.
3. Sistem yahut ünite ikizleri
İşleyen bir sistemin tamamını oluşturmak için farklı varlıkların nasıl bir ortaya geldiğini görmenizi sağlar. Sistem ikizleri, varlıkların etkileşimiyle ilgili görünürlük sağlar ve performans geliştirmeleri önerebilir.
4. Süreç ikizleri
Süreç ikizleri, bütün bir üretim tesisini oluşturmak için sistemlerin birlikte nasıl çalıştığını ortaya koyar. Bu sistemlerin tümü en yüksek verimlilikte çalışacak halde senkronize mi yoksa sistemdeki gecikmeler başkalarını etkiliyor mu? Süreç ikizleri, en son olarak genel etkililiği etkileyen kesin zamanlama şemalarının belirlenmesine yardımcı olabilir.
Dijital ikizler nerede kullanılıyor ❓
Dijital ikiz, çok çeşitli kesimlerde bir dizi uygulama ve hedef için kullanılmaktadır. İşte birtakım dikkate kıymet kullanım alanları: - Üretim
- Otomotiv
- Perakende
- Sağlık hizmeti
- Afet yönetimi
- Akıllı şehirler
Dijital ikiz uygulamaları ⬇
- Dijital ikizler, üretim müddetlerini azaltırken üretimi daha verimli ve akıcı hale getirebilir.
- Otomotiv kesiminde dijital ikizlerin kullanıldığı durumlara bir örnek; bir aracın durumunu gerçek vakitli olarak kıymetlendirmek ve eser iyileştirmeleri hakkında bilgi vermek için araçtan operasyonel dataları toplamak ve tahlil etmek.
- Dijital ikiz, üretim ve sanayi dışında, perakende kesiminde alışveriş merkezlerinde yahut ferdi mağazalarda müşteri tecrübesini modellemek ve müşteri sayısını arttırmak için kullanılır.
- Tıp bölümü, organ bağışı, ameliyat eğitimi ve prosedürlerin riskini azaltmak üzere alanlarda dijital ikizden faydalanıyor.
- Küresel iklim değişikliğinin dünya genelinde tesiri oldu lakin dijital ikiz, daha akıllı altyapıların, acil durum müdahale planlarının ve iklim değişikliği takibinin şuurlu bir halde oluşturulmasıyla birlikte bununla uğraşta yardımı olabilir.
- Dijital ikiz, kentlerin ekonomik, çevresel ve toplumsal açıdan daha sürdürülebilir olmasına yardımcı olur. Sanal modeller, planlama kararlarına rehberlik edebilir ve çağdaş kentlerin karşılaştığı birçok karmaşık zorluğa tahlil sunabilir.
Dijital ikiz örnekleri 👇🏻
Otomobil üreticileri, otomobillerin imal biçiminde ihtilal yaratmak için dijital ikiz teknolojisini benimsedi. Ford, ürettiği her araç modeli için yedi dijital ikiz geliştiriyor. Her ikiz, dizayndan üretimine ve çalıştırılmasına kadar üretimin farklı tarafını kapsıyor. Üretim süreci, üretim tesisleri ve müşteri tecrübesi için dijital modeller kullanılıyor. Dijital ikiz, üretim tesisleri için güç kayıplarını yanlışsız bir formda saptıyor ve gücün korunabileceği ve genel üretim sınırı performansının iyileştirilebileceği alanları saptıyor. Dijital ikizlerin süreçleri düzgünleştirmek için kullanılabileceği tek alan üretim değil; sağlık hizmetleri de dijital ikiz teknolojisinden dayanak alıyor. Hastaların yahut organlarının dijital ikizleri, hekimlerin prosedürleri ve muhakkak ortamları gerçek hayatta denemeden evvel simüle etmelerini sağlıyor. Bandaj boyutundaki sensörler, gerçek hayattaki bilgileri toplamak ve sıhhat hizmetlerini güzelleştirmek üzere dijital ikize bilgi vermek için kullanılıyor.
Enerji, dijital ikizlerden faydalanan bir öteki bölüm. GE Dijital, rüzgâr çiftliği üretkenliği %20’ye kadar artırdı.
Restoranlarda gerçek hayattaki olayları ve durumları simüle etmek, konaklama dalının yemek ve mutfak alanlarında müşteri sayısını artırmasına yardımcı oluyor. Otellerde de tesislerinin kullanımını tahlil etmek ve her konuğa şahsileştirilmiş hizmet sunmak için bu teknoloji kullanılıyor.
Fabrikalar, oteller, rüzgâr çiftlikleri, verimliliği artırmak için dijital ikizleri kullanıyor; Pekala, ya kentler? Singapur ve Şangay, dijital ikiz sayesinde güç tüketimini ve trafik akışını güzelleştirdi. Akıllı kentler, kirliliği azaltmak ve insanların refahını artırmak için kusursuz bir yol sağlayarak süratle gerçeğe dönüşüyor.
Dijital ikiz teknolojisi giderek yaygınlaşıyor. Bir araştırmaya nazaran, dijital ikizlerin global pazarda 2023 yılına kadar 16 milyar dolara ulaşması bekleniyor. IoT teknolojisinin yaygınlaşması bu büyümeyi hızlandıracak. Dijital ikizler, değişen iş uygulamalarıyla birlikte farklı dallarda işlerin yapılma biçimini değiştiriyor. Bu nedenle üretim, sıhhat, tedarik zinciri ve perakende kesimlerinde dijital ikiz uygulamalarını görüyoruz.
Dijital ikiz kentler 🏡
Las Vegas, Londra, Mannheim, dijital ikiz şehirler ortasında. Dijital teknolojideki yenilikleri kentsel işleyiş düzenekleriyle tesirli bir halde birleştiren ve kentsel gelişim için uygun bir yol sağlayan, gelecekteki sürdürülebilir kalkınma için bir kentsel planlama ve inşa modeli sunuyor. Kesin haritalar, sanal-gerçek entegrasyon ve fizikî ve dijital kentlerin akıllı geri bildirimi sayesinde, daha inançlı, daha verimli kentsel faaliyetleri ve daha uygun, kapsayıcı günlük hizmetleri teşvik etmenin yanı sıra düşük karbonlu, sürdürülebilir ortamlar oluşturulmasına yardımcı oluyor.
Guidehouse Insights’ın yeni global raporuna nazaran, kente ilişkin dijital ikizlerden elde edilen yıllık gelirin 2023 yılına kadar 2.5 milyar dolara ulaşacağı kestirim ediliyor. Mühendislik ve üretim kesimlerinde yaygın olan dijital ikizler, binalardan kaynaklanan emisyonların azaltılması, trafik idaresi, ekonomik kalkınma, iklim aksiyon planlaması ve izleme dahil çeşitli kullanım durumları için kentler tarafından giderek daha fazla benimseniyor. ABI Research, 2025 yılına kadar 500’den fazla kentin dijital ikiz teknolojisini benimseyeceğini, 2030 yılına kadar kent planlamacılarına 280 milyar dolar tasarruf sağlatacağını varsayım ediyor.
Dijital ikiz yararları neler ❓
Dijital ikizin yararları, ne vakit ve nerede kullanıldığına bağlı olarak değişir. Örneğin, bir rüzgâr türbini yahut petrol boru sınırı üzere mevcut eserleri izlemek için dijital ikizin kullanılması bakım yüklerini azaltabilir ve ilgili maliyetlerden kayda bedel tasarruf sağlayabilir. Dijital ikizler, üretim öncesinde prototip oluşturmak, eser kusurlarını azaltmak ve pazara sunma mühletini kısaltmak için de kullanılabilir. Dijital ikiz kullanımının öbür bir örneği de, çıktıya nazaran işçi seviyelerinin takibi yahut tedarik zincirinin üretim yahut bakım gereklilikleriyle uyumlu hale getirilmesi üzere süreç iyileştirmeleridir. Dijital ikiz teknolojisinin faydaları şu formda sıralanabilir: - Ekipman ve üretim sınırlarının güvenilirliğini artırma
- Arıza mühletinin azalması, performansın uygunlaştırılması sayesinde genel ekipman aktifliğinin geliştirilmesi
- Daha yeterli üretkenlik
- Ürün bulunabilirliği, pazar prestiji dahil çeşitli alanlarda riski azaltma
- Daha süratli üretim süresi
- Kitlesel özelleştirme, karma üretim, küçük partili üretim üzere yeni iş fırsatları
- Müşteriler özelleştirilmiş eserleri uzaktan yapılandırabildiğinden daha âlâ müşteri hizmetleri
- Birden fazla gerçek vakitli uygulama ve ortamda eserlerinizin performansına ait gelişmiş eser kalitesi ve gelişmiş içgörü
- Daha verimli tedarik ve teslimat zincirleri
- Daha yüksek kâr
Bununla birlikte, tüm avantajlarına karşın, karmaşıklığı artırabileceğinden dijital ikiz her durumda uygun değildir. Birtakım iş meseleleri, dijital ikize gereksinim duymaz ve ilgili vakit ve maliyet yatırımı olmadan çözülebilir.
Dijital ikizler, veri bilimcilerin ve BT uzmanlarının gerçek aygıtlar üretilip dağıtılmadan evvel simülasyonları çalıştırmak için kullanabilecekleri fizikî aygıtların sanal kopyaları. Dijital ikiz, ayrıyeten gerçek vakitli IoT datalarını alabiliyor ve performansı optimize etmek için yapay zeka ve ver tahlili uygulayabiliyor. Dijital ikiz teknolojisi, üretimin ötesine geçerek Objelerin İnterneti, yapay zeka ve bilgi analitiğinin birleşen dünyasına taşındı.
Ürünler, ekipman, fabrikalar ve hatta kentler, artık sadece fizikî dünyadaki şeyler olmaktan çıktı; hepsinin sanalda karşılıkları var. İnsanların bile dijital ikizleri var.
