Цифровой двойник предприятия: кому нужен и для чего?

Тема цифровых двойников производства сегодня действительно популярна, но пока в большей степени с точки зрения обсуждения перспектив, чем реального внедрения. Многие компании проявляют интерес к этой технологии, изучают возможности ее применения, но до масштабного внедрения в промышленности дело пока не дошло.

Тем не менее, уже есть успешные примеры использования цифровых двойников в отдельных отраслях и на конкретных предприятиях. Наибольший интерес к технологии проявляют компании из нефтегазовой отрасли, машиностроения, энергетики и металлургии. Это связано с тем, что в этих сферах цифровые двойники могут принести наибольший экономический эффект за счет оптимизации сложных производственных процессов.

Цифровые двойники особенно востребованы в тех отраслях, где есть сложное дорогостоящее оборудование, непрерывные производственные процессы и высокие риски аварий или простоев. Например, в нефтепереработке цифровой двойник позволяет смоделировать работу установок в различных режимах и найти оптимальные параметры для повышения выхода целевых продуктов.

В энергетике с помощью цифрового двойника можно прогнозировать износ оборудования и планировать ремонты. В авиастроении цифровые двойники применяются для виртуальных испытаний новых моделей самолетов. В металлургии - для оптимизации технологических режимов плавки и прокатки. То есть везде, где есть сложные технологические процессы, которые трудно оптимизировать традиционными методами.

Цифровые двойники особенно эффективны при поиске ответов на вопросы "что будет, если...". С их помощью можно виртуально протестировать различные сценарии работы предприятия или отдельных производственных линий, не останавливая реальное производство. Например, как изменится производительность при замене определенного оборудования?

Как повлияет на качество продукции изменение технологических параметров? Какой экономический эффект даст внедрение новой технологии? Цифровой двойник позволяет смоделировать эти ситуации, оценить риски и выбрать оптимальное решение. Кроме того, цифровые двойники используют для обучения персонала, отработки действий в нештатных ситуациях, планирования ремонтов и обслуживания оборудования.

В России пока в основном применяются импортные разработки в области цифровых двойников. Это связано с тем, что создание полноценного цифрового двойника сложного производства требует серьезных компетенций в области математического моделирования, машинного обучения, работы с большими данными.

Лидерами в этой сфере являются такие компании как Siemens, ANSYS, Dassault Systemes. Они предлагают комплексные решения для создания цифровых двойников в различных отраслях промышленности. Тем не менее, в России тоже ведутся разработки в этом направлении. Например, компания "Цифра" создает цифровые двойники для горнодобывающей отрасли, а ЦИАМ им. П.И. Баранова разрабатывает цифровые двойники авиационных двигателей.

В российской промышленности уже есть примеры эффективного применения технологии цифровых двойников. Один из наиболее известных - проект "Газпром нефти" по созданию цифрового двойника Омского нефтеперерабатывающего завода. С его помощью удалось оптимизировать режимы работы установок и увеличить выход светлых нефтепродуктов. Другой пример - цифровой двойник доменной печи на Магнитогорском металлургическом комбинате, который позволил снизить расход кокса и повысить производительность. В авиастроении цифровой двойник применялся при разработке самолета МС-21. Компания "Северсталь" использует цифровые двойники для оптимизации прокатного производства.

Готовность российских промышленников к внедрению технологии цифровых двойников пока можно оценить как среднюю. С одной стороны, многие понимают потенциальные выгоды от использования этой технологии. С другой - сталкиваются с рядом сложностей при ее внедрении. Основные проблемы связаны с высокой стоимостью разработки полноценного цифрового двойника, нехваткой квалифицированных специалистов, способных работать с такими системами, а также с необходимостью серьезной модернизации IT-инфраструктуры предприятия. Кроме того, для создания точной цифровой модели требуется большой объем данных о работе реального производства, которые не всегда доступны в нужном качестве. Еще одна проблема - инертность мышления некоторых руководителей, которые привыкли принимать решения на основе своего опыта, а не рекомендаций компьютерной модели.

Несмотря на эти сложности, интерес к технологии цифровых двойников в российской промышленности растет. Многие компании уже включили проекты по созданию цифровых двойников в свои стратегии цифровой трансформации. Ожидается, что в ближайшие годы количество таких проектов будет увеличиваться. Этому способствует и государственная поддержка - технология цифровых двойников включена в перечень сквозных цифровых технологий, развитие которых является приоритетным направлением. Важную роль играет и развитие отечественного программного обеспечения для создания цифровых двойников, что особенно актуально в условиях санкционных ограничений.

Технология цифровых двойников имеет большой потенциал для повышения эффективности российской промышленности. Она позволяет оптимизировать производственные процессы, снизить издержки, повысить качество продукции и безопасность производства. Однако для широкого внедрения этой технологии потребуются значительные инвестиции и усилия по подготовке кадров. Те компании, которые сумеют преодолеть эти сложности и успешно внедрить цифровые двойники, получат серьезное конкурентное преимущество на рынке.