Переклад статті Lean Digital Twin Pieter van Schalkwyk, співголови групи Natural Resources Work в Digital Twin Consortium, автора книги “Розробка промислових цифрових двійників”, CEO XMPRO – компанії, що пропонує цифрову платформу та рішення для створення цифрових двійників
Це заключна стаття в серії з 3-ох частин про Ощадливий цифровий двійник. Якщо вже прочитали частину 1 і частину 2, тоді бажаємо приємно і корисно провести час за частиною 3.
Крок 2. Задокументуйте план – канву ощадливого цифрового двійника (визначте рішення)
Як тільки визначені один або два кандидати у цифрові двійники – створюється односторінковий опис рішення. Цей опис заснований на Lean Canvas, описаній в розділі підходу бережливого стартапу. Полотно пристосоване для процесу ощадливого цифрового двійника і називається Lean Digital Twin Canvas. Воно описує всі ключові елементи відповідності проблеми та рішення.
Порядок заповнення Lean Digital Twin Canvas наведено нижче. Рекомендується зробити початкову чернетку протягом 60 хвилин після вправи з визначення пріоритетів.
Послідовність заповнення полотна на семінарі:
- (Проблема) Визначте 3 головні проблеми, які ваш двійник вирішуватиме на основі матриці пріоритетів.
- (Клієнтські сегменти) Хто цільові користувачі, які отримають користь від рішення? (цифровий двійник)
- (Унікальна пропозиція цінності цифрового двійника) Що робить вашого цифрового двійника відмінним від того, що ви вже робите?
- (Рішення) Які три головні функції цифрового двійника? (ШІ, робота в реальному часі, підтримка у прийнятті рішень тощо)
- (Зовнішні виклики) Які зовнішні труднощі можуть виникнути у цифрового двійника? (безпека, доступ до даних, сполученість)
- (Рентабельність інвестицій) Як цей цифровий двійник забезпечить повернення інвестицій?
- (Ключові показники) Як цифровий двійник буде вимірюватися? (кількісно)
- (Інтеграція) Які основні інтеграції потрібні, щоб це запрацювало?
- (Собівартість) Яка прогнозована собівартість?
Це логічна послідовність, яка починається з проблеми та користувачів, а не переходить відразу до функцій продукту. Цей цілісний підхід враховує всі аспекти, необхідні для реалізації успішного проекту цифрового двійника.
Початкова сесія семінару спрямована на те, щоб виконати якомога більше відразу, але Lean Digital Twin Canvas постійно оновлюється (версіонується) по мірі тестувань, перевірок та навчання.
Однією з головних переваг Canvas є те, що його легко завершити під час семінару, і він містить готовий односторінковий бізнес-план для цифрового двійника, який легко донести як до кінцевих користувачів, так і до спонсорів проекту. На зустрічах зі спонсорами він представляється як один слайд.
Завершення Lean Digital Twin Canvas фіналізує етап відповідності продукту до ринку у підході ощадливого цифрового двійника. Наступний етап зосереджений на перевірці та підтвердженні вашої гіпотези і припущень. Це досягається шляхом розробки мінімально життєздатного цифрового двійника (MVDT), як це робиться на етапі відповідності продукту/ринку в методології ощадливого стартапу.
Крок 3. Вирішіть, що увійде до складу V1 мінімально життєздатного цифрового двійника
Той самий процес встановлення пріоритетів, який використовувався для вибору кандидатів MVDT, застосовується для визначення того, які функції слід включити до початкової версії або MVDTv1. Єдина відмінність полягає в тому, що функції цифрових двійників тепер оцінюються на основі впливу на бізнес і технічної здійсненності, а не бізнес-застосувань.
Типові функції промислового застосування містять, але не обмежуються:
- Дані в реальному часі від датчиків та пристроїв;
- Архівні дані від архівних серверів та систем автоматизації;
- Алгоритми машинного навчання, такі як виявлення аномалій;
- Прогностичні алгоритми на кшталт моделей класифікації та регресії;
- Виробничі дані від систем керування підприємством;
- Аналітичні або інженерні моделі, що описують поведінку обладнання;
- Симулятори.
Зазвичай цифрові двійники складаються з комбінацій вищезазначених ознак. Ранжування цих функцій за їхньою відповідністю постановці проблеми та вирішенню визначає дві або три ключові характеристики в квадранті «Виконати у V1».
Цей підхід визначає ключові можливості початкової версії, які забезпечать найкращі умови для перевірки та підтвердження спроможностей рішення щодо вирішення бізнес-завдання. Важливо відзначити, що мінімально життєздатні функції цифрового двійника все ще реалізуються як повнофункціональні компоненти рішення, однак сфера застосування всього MVDT обмежена двома або трьома функціями, визначеними в цьому процесі.
Крок 4. Створіть спрощений MVDT для перевірки гіпотези
Моделювання MVDT, який включає 3 функції, визначені на попередньому кроці, надасть основу для підтвердженого навчання.
Цей макет запропонованого цифрового двійника свердловини використовує інформацію про події в режимі реального часу для даних про пласт зі сховища даних про підземні ґрунти, карту розташування свердловини з джерела даних ГІС та дані про видобуток із бази даних операцій. Інформація ще не має даних в режимі реального часу, але макет надає реалістичне уявлення про ощадливий цифровий двійник і підтримку прийняття рішень, яку він надаватиме користувачам, у тому числі дані про операції, рекомендації на основі описової та приписної аналітики, та пов’язані з цим активом відкритими завданнями.
В інструментах розробки цифрових двійників, які підтримують гнучкий підхід, можливість макетування вбудована, але такі макети можуть бути зроблені і простими засобами, наприклад у Microsoft PowerPoint.
Такий макет, як правило, проходить кілька ітерацій розгляду серед користувачів та стейкхолдерів впродовж тижня-двох. Міні-презентації та спілкування зі стейкхолдерами забезпечує миттєвий зворотний зв’язок, який легко включити в макет. Результат цього процесу забезпечує стійку основу для живої версії MVDT, яка буде використана для перевірки, чи дійсно вона вирішує свою проблему.
Крок 5. Створення діючого MVDT
Після узгодження макета створюється фактичний MVDT, бажано в середовищі гнучких інструментів розробки. Він інтегрується в робочі джерела даних. Це може становити від кількох днів до 3-4 тижнів залежно від інструментарію, який використовуються.
Перевага використання підходу ощадливого цифрового двійника в тому, що набір функцій обмежений. Це означає, що користувачів можна навчити використовувати застосунок цифрового двійника за відносно короткий проміжок часу. Метою цього кроку є перевірка припущень і гіпотез, зроблених на цьому шляху, і визначення областей, де MVDT необхідно вдосконалити або змінити. Це можна робити від 4 до 12 тижнів залежно від складності та важливості рішення.
Також цей етап використовується для перевірки та очищення джерел даних, перевірки алгоритмів, розрахунків для покращення якості підтримки прийняття рішень, яку надає цифровий двійник. Результати цього кроку завершують аналіз відповідності продукту ринку та служать основою для розгортання та масштабування цифрового двійника на виробництві.
Висновки
Підхід ощадливого цифрового двійника добре підходить для організацій, які починають свій цифровий шлях і хочуть використовувати ітеративний підхід для систематичного визначення вимог, одночасно показуючи цінність для бізнесу.
Цей підхід вимагає підтримки «зверху вниз» і залученості «знизу вгору». Це спільний підхід, який забезпечує стійкість процесу, оскільки він не є директивним. Однак це потребує кількох ітерацій або змін, щоб знайти найкращу відповідність цифровий двійник/бізнес.
Приклад опису полотна ощадливого цифрового двійника для вирішення проблеми видобутку корисних копалин.
