خطوات تصميم توأم رقمي فعال باحترافية

تصميم توأم رقمي فعال باحترافية
تصميم توأم رقمي فعال باحترافية، يأتي في إطار الاستجابة لمتطلبات الثورة الرقمية المعاصرة. كذلك لتجسيد مفهوم التوائم الرقمية Digital Twin التي تعتبر تمثيل رقمي أو نمذجة رقمية، تحاكي الواقع سواء للعناصر المادية البيولوجية أو الآلات والمعدات والعمليات الخدمية. وذلك في إطار إصدار نسخ رقميّة مطابقة للأصل في دورة حياته وما يعترضه من معوقات، كذلك ما يحفز وجوده وإنتاجيته. ليس هذا وحسب ما يقدمه التوأَم الرقمي، بل يساهم في إعطاء إنذارات مباشرة عند التعرض لأي خلل مستقبلي. كما ينبه بدوره مكونات الذكاء الاصطناعي لتفادي هذا الخطب والتغلب عليه؛ بغية الحفاظ على النسخة الأصلية سليمةً وصحيحة، لذلك فمن الضروري جدًّا معرفة وإتقان خطوات تصميم توأم رقمي فعال وبكل احترافية، والتي سوف نستعرضها تباعًا من خلال ثنايا هذا المقال عبر موقع ويكي العرب.

خطوات تصميم توأم رقمي فعال باحترافية

تتمثل خطوات تصميم توأم رقمي فعال باحترافية باتباع ما يلي:
  1. تحديد المتطلبات الأساسية لتصميم توأم رقمي فعال.
  2. تأمين واجهات المطور لتصميم Digital Twin.
  3. تهيئة البيانات اللازمة للنماذج الرقمية.
  4. عملية النمذجة الافتراضية في تصميم توأم رقمي فعال
  5. تجميع النتائج النهائية لتصميم توأَم رقمي فعال.
  6. تحديث التوأم الرقمي النهائي
تصميم توأم رقمي فعال
تصميم توأم رقمي فعال

تحديد المتطلبات الأساسية لتصميم التوائم الرقمية

يعتمد تصميم توأم رقمي فعال غالبًا على وجود منصة أو بوابة رقمية متخصصة بالخدمات السحابية، ومن ثم تأمين المتطلبات الأساسية التالية:

  • ضرورة إنشاء حساب مجاني على منصة العمل المعتمدة.
  • تحميل نماذج للعينات الموجودة مسبقًا على جهاز الحاسوب، أو نسخ هذه النماذج إلى ملفات خاصة في الجهاز.
  • تأمين البيانات اللازمة لإنشاء النماذج الرقمية.
  • توفير البيئة الرقمية لإنشاء التوأم الرقمي تبعًا للمنصة التي تتبنى التصميم.
  • ضرورة الحصول على الأذونات المطلوبة لإعداد النمذجة الرقمية.
  • اتباع الإرشادات الموجودة مسبقًا، بما يخص اسم مضيف النمذجة والاشتراك في البوابة الرقمية المعتمدة.

اقرأ أيضًا: تقنية التوأم الرقمي ميزاتها واستخدامها

تأمين واجهات المطور لتصميم Digital Twin

يقصد بواجهات المطور بأنها المجال الذي يسمح بإرسال وتبادل البيانات الضرورية الخاصة بالعنصر المادي الواقعي إلى النموذج الرقمي المستنسخ عنه. وبناءً على ذلك، ينبغي على المصمم الاحترافي الذي يخوض تجربة إنشاء نسخ رقمية مزدوجة؛ تأمين واجهات المطور بكل دقة. وهذا الأمر يحتاج منه إلى معرفة حقيقة وإلمام مسبق باستخدام حزم ولغات البرمجة الخاصة بواجهات المطور. التي من الضروري استخدامها لضمان نجاح خطوات تصميم التوأم الرقمي.

تهيئة البيانات اللازمة للنماذج الرقمية

يتوجب تنفيذ خطوات تصميم توأم رقمي فعال بكلّ دقة واحترافية والتقيد بتأمين البيانات اللازمة لعملية التوأمة الرقمية. لا سيما أنّ عملية التصميم لا تتم مطلقًا من دون معرفة متكاملة ببيانات العنصر المادي الفعلي، بغية بناء نماذج افتراضية تحاكي الواقع وتماثل حالاته وسلوكياته أيضًا. هذا وترتبط بيانات الكائن المادي غالبًا بالنقاط التالية:

  • المواصفات التصميمية الخاصة، ومراحل الإنتاج والبيانات الهندسية والتي تندرج جميعًا تحت مسمى دورة حياة المنتج.
  • كذلك تتعلق البيانات الواقعية بمعلومات المعدات والآليات المنتجة، وطرق الإنتاج المتبعة، وخطوات متابعة جودة المنتجات.
  • فضلًا عن ذلك، تتبع البيانات إلى آلية التشغيل، ومعلومات الصيانة والتحليل البياني والأوقات الفعلية.
  • أيضا ترتبط ببيانات العمل أجمع، وتعليمات انتهاء الصلاحية الافتراضية للعناصر والمنتجات.

قد يهمك أيضًا: كيف كان شكل القمر يوم مولدك

عملية النمذجة لتصميم توأم رقمي فعال

عملية النمذجة: هي العملية التي تتضمن إنشاء نماذج رقمية افتراضية للكائن المادي الواقعي. كما أنها من أهم خطوات تصميم توأم رقمي فعال. حيث تجمع البيانات الخاصة بالعناصر الفعلية، وتحلل بطريقة سحابية بغية إنشاء النماذج الرقمية، تحاكي الأصل وتساهم فيما يلي:

  • إظهار كافة التأثيرات العملية للنموذج الافتراضي.
  • استقراء الحالات المستقبلية للكائن المادي، وما يصادفه من مشاكل وتحديات.
  • كذلك التنبؤ بدراسة السلوكيات المختلفة للعناصر المستنسخة.
  • توصيف العديد من الحالات والإجراءات بالاستناد على خوارزميات الذكاء الاصطناعي، المحاكاة الهندسية، إنترنت الأشياء.

تجميع النتائج النهائية لتصميم توأم رقمي فعال

تعدّ مرحلة تجميع وربط النتائج خطوة هامة وأساسية من خطوات تصميم توأم رقمي فعال باحترافية متناهية. حيث لا بدَّ من جمع كافة النتائج الخاصة بالنماذج الافتراضية وهيكلتها بشكلٍ متناسق ومنظم لتقديمها بهيئتها النهائية في بيئة العمل الرقمية. بما في ذلك تجميع التوائم الرقمية للآلات الصناعية ودمجها في خطوط العمل المزدوجة لمضاعفة الإنتاج. والذي بدوره سوف ينعكس بالإيجاب على مستوى كافة معدات وآلات المعمل التي بدورها ستطبق تقنية Digital Twin.

تحديث التوأم الرقمي

تتضمن خطوات تصميم التوأم الرقمي الفعال، إمكانية تحديثه، والتي تتمثل بالنقاط الأساسية التالية:

  • تحديث كامل للمواصفات الفرعية التابعة لخواص الكائن الفعلي.
  • تحديث نماذج التوائم الرقمية من خلال تصحيح أوصاف البيانات المخزنة بداخلها والطراز الخاص بكل نموذج.
  • تحديث خصائص الكائن الفعلي الثابت وتعديل النموذج الافتراضي المرتبط به تبعًا لتحديثاته الأخيرة.

معايير تصميم التوأم الرقمي الفعال

يجب أن يشتمل تصميم التوأم الرقمي على عدّة نقاط على أساسية لضمان فعاليته والجدوى من استخدامه، لا سيما في المجالات الصناعية، وذلك وفقًا للمعايير التالية:

  • يتوجب أن يكون التوأم الرقمي استثمارًا عمليًّا من خلال توظيفه في قطاعات العمل البارزة، لا سيما المصانع والمؤسسات التجارية والخدمية
  • كما ينبغي أن يدعم هندسة أنظمة المعالجة والتحكم الضرورية في إتمام عمليات المحاكاة الافتراضية.
  • كذلك يفضل أن يكون تصميم التوأم الرقمي الفعّال بأقلّ تكلفة، وداعم مباشر لتحقيق غايات المشاريع الصناعية والتقنية والتجارية.
  • فضلًا عن ذلك، من الضروري أن تسمح التوائم الرقميّة بإجراء كافة الاختبارات الآمنة لأي تحديثات عملية.
  • إضافةً إلى ضرورة أن يتيح تصميم التوائم الرقمية إمكانية التدريب الشامل.
  • كذلك أن تكون النماذج الافتراضية سهلة الاستخدام، وتمثيل رقمي دقيق للكائنات المادية الواقعية.

أهمية تصميم توأم رقمي فعال

تتجلى أهمية تصميم توأم رقمي فعال من خلال الدور البارز الذي تؤديه تقنية Digital Twin فيما يلي:

  • التنبؤ بمسار المنتجات وأدائها بكل تفاصيله الدقيقة، واستبيان نقاط الضعف المحتملة. كذلك السيطرة عليها وتفاديها من خلال النسخ الافتراضية الرقمية، مما يحقق قبولًا ملحوظًا لدى العملاء الفعليين. وبالتالي يزيد من العملية التسويقية ويحقق زيادة ربحية وافرة وإنتاجية أفضل.
  •  يمكن من خلال اتباع خطوات صحيحة لتصميم التوائم الرقمية؛ التنبؤ برغبات العملاء ومنتجاتهم المفضلة. ومن ثم التركيز عليها خلال عمليات التصنيع والتسويق، وهذا بدوره يساهم تسريع عمليات البيع وزيادة الأرباح.
  • يمكن الاستفادة من التوائم الرقمية في مساعدة طاقم المهندسين العاملين في مجال الصناعة للتنبؤ بمسار عمل المعدات والآليات الصناعية.
  • تبرز أهمية تقنية Digital Twin في مجالات تحليل البيانات، وإنترنت الأشياء، وخوارزميات الذكاء الاصطناعي.

اقرأ أيضًا: كيف تؤثر القرصنة الإلكترونية على التداول

فوائد تقنية التوأم الرقمية

تتلخص فوائد التوأم الرقمي بما يلي:

  • تقليل التكاليف الناتجة عن أعمال الصيانة عن طريق النسخ الافتراضية الرقميّة التي تتنبأ بمسارات التشغيل وعوامل الخطر، مما يساهم في تخفيف حجم الأموال المخصصة للإصلاحات المختلفة.
  • تأمين مجال تدريبي لطاقم العمال، وتهيئتهم للتعامل مع الحوادث المرتقبة التي تتكهن بها النماذج الافتراضية.
  • تطوير أداء الآلات والمعدات الخاصة بالتصنيع، كذلك ابتكار أساليب جديدة للتعامل الصحيح مع أي عقبة تقنية تواجه مسار العمل الإنتاجي.
  • مراقبة آلية العمل من خلال تقنية التوأم الرقمي في مجالاتٍ عديدة، بما فيها قطاع الصناعة والبناء والتجارة. وذلك بقصد تخفيف عدد العاملين الفعليين المسؤولين عن مراقبة وتتبع عمل الآلات الصناعية، وتوفير نفقات أجورهم على المدى المنظور.

استخدامات التوائم الرقمية

تستخدم تقنية التوأم الرقمي في العديد من مجالات الحياة، وهي كالتالي:

  • مجالات التصنيع لتصميم توأم رقمي فعّال للمعدات والآليات والمحركات الموجودة في المصانع والمعامل.
  • مجال تصنيع وتجميع قطع السيارات.
  • كذلك القطاع الطبي ورقمنة المستشفيات وصناعة نماذج رقمية للأعضاء البشرية ثلاثية البعد.
  • مجالات البناء ودعم البنى التحتية للتصدي للكوارث المرتقبة.
  • مجال البيع بالتجزئة للمنتجات المختلفة.
  • إضافةً إلى دعم مشاريع المدن الذكيّة التي تحاكي الواقع الفعلي.

أمثلة عن تقنية التوأم الرقمي

توجد العديد من الأمثلة التي تجسد فكرة وتصميم التوأم الرقمي وهي كالآتي:

  • مجالات الطاقة: بما في ذلك الاستفادة من طاقة الرياح  من قبل شركة جنرال إلكتريك، حيث طبقت تقنية التوأمة الرقمية بشكل فعال وساهمت في زيادة الإنتاج بمعدل ملحوظ وصل إلى 20%.
  • قطاع النظام الصحي: ساعدت Digital Twin المرضى والطاقم الطبي والإداري المتواجد في المستشفيات على تمثيل تجاربها الواقعية في العالم الافتراضي.
  • الفنادق الافتراضية التي تحاكي الواقع.
  • السيارات والمركبات.

وفي ختام سطور مقالنا، الذي استعرضنا من خلاله خطوات تصميم توأم رقمي فعال باحترافية، لا يسعنا إلّا التذكير بأهمية التوائم الرقمية وفوائدها واستخداماتها المتعددة التي ذكرنا أهمها، في حين مازال هناك العديد من المجالات التي شارفت على اعتماد Digital Twin  مؤخرًا في استراتيجيات عملها، والتي سيكون لها جولات بارزة في العالم الرقمي المعاصر، لا سيما مجالات التصميم والطباعة وغيرها من المجالات التقنية والفنية الخلاقة

تعليق واحد

تعليق واحد

أضف تعليقا

  1. التنبيهات : افضل تطبيقات Shopify لزيادة المبيعات المجانية

اترك رد