Начнем с терминологии и разберемся, что такое цифровые двойники и цифровое моделирование. Цифровой двойник – это не цифровая копия человека, не аватар, как могут подумать обыватели. Речь идет о производстве. Это копия, виртуальный клон физических объектов и процессов, обычно наукоемких и высокотехнологичных. Например, есть цифровые двойники фабрик и самолетов.
Цифровое моделирование используется не только в промышленности, его цель – создание цифровых копий производственных, лабораторных, приборных и различных бизнес-процессов, который позволяют значительно сократить время и расходы предприятия. Допустим, ваше предприятие производит велосипеды и вам необходимо оптимизировать процесс сборки рам. Есть два варианта решения задачи:
- тестировать новые способы непосредственно в производственном цехе,
- отработать процесс в цифре, а затем уже внедрять новые технологии в производство.
Второй вариант дешевле и безопаснее. Это и есть цифровое моделирование. В цифровом моделировании все чаще используют технологии VR/AR/MR, а также элементы искусственного интеллекта, например, компьютерное зрение.
Цифровой двойник (digital twin) — программный аналог физического устройства, моделирующий внутренние процессы, технические характеристики и поведение реального объекта. Важная особенность – при работе цифрового двойники используется информация с датчиков реального устройства, работающего параллельно. Данные виртуальных датчиков цифрового двойника и датчиков реального устройства постоянно сравниваются.
Где учат создавать цифровые двойники
Отдельной образовательной программы, на которой готовили бы специалистов по цифровому моделированию и цифровым двойникам, до настоящего времени не было. В июне Университет 2035 совместно с Новгородским государственным университетом имени Ярослава Мудрого решили такую программу запустить и проверить следующую гипотезу:
Чтобы выпускать студентов, которые могут сразу эффективно работать на производстве, они уже на первых курсах обучения должны работать над конкретными прикладными задачами будущих работодателей. Безопасно и эффективно это можно делать в цифровой среде, то есть с помощью разных видов цифрового моделирования. В результате компании получают готовые решения, студенты – компетенции, опыт и доступ к работодателям.
На площадке НовГУ стартовал пилотный курс “Введение в цифровые модели и двойники. Технологии цифрового моделирования”. Студенты учились принципам цифрового моделирования и решали задачи новгородских компаний агропромышленного сектора. На цифровых платформах IT-партнеров студенческие команды занимались решениями для предприятий-заказчиков, а также интегрировали свои проекты в VR- и AR-среды. Участники разработали VR-тренажеры, которые в перспективе могут быть использованы для подготовки не только студентов, но и сотрудников компаний, моделирования логистики движения сырья и продуктов, оптимизации технологий.
Спустя два месяца команды представили рабочие MVP (прототипы). Эксперимент был признан успешным и с октября любой российский вуз может запустить у себя курс “Цифровые модели и двойники. Навыки цифрового моделирования производственных процессов”. Компании могут выступить заказчиками решений и стать индустриальными партнерами проекта. Для этого необходимо подать заявку на сайте.
Что студенческая команда может сделать за 2 месяца. Примеры проектов
В этой части мы расскажем и покажем реальные проекты участников курса.
Цифровая модель линии розлива и упаковки пакетов молока
Заказчик: "Лактис”
Партнер-разработчик: Intelligent Ideas
Цифровая модель позволяет снизить расходы на обучение персонала на треть, а также сократить количество аварий из-за ошибок сотрудников и издержки из-за простоя оборудования.
У нас очень дорогие шведские и польские установки, которые обслуживаются зарубежными специалистами, это часто неудобно. Данная цифровая модель и специальный шлем позволяют специалистам собираться в VR-среде. Так благодаря технологиям появляется возможность дистанционного обучения персонала.
Цифровая модель линии работы творожного цеха
Заказчик: “Мситинское молоко”
Партнер-разработчик: Intelligent Ideas
Проект позволяет тратить меньше ресурсов на обучение персонала и обслуживание оборудования. Цифровое моделирование применяется для обучения сотрудников и внедрения системы бережливого производства.
VR- тренажер для обучения персонала на производстве меда
Заказчик: “Медовый дом”
Партнер-разработчик: VR Concept
Для обслуживания линии розлива меда требуется дополнительная подготовка кадров и организация стажировки в производственных условиях. VR-тренажер позволяет обучать персонал на линии, за счет чего повышается экономическая эффективность производственного процесса.
Сценарий лабораторной работы по химии
Заказчик: НовГУ им. Ярослава Мудрого
Партнер-разработчик: “СТЕМ-игры”
На базе платформы VR Chemistry Lab был создан сценарий лабораторной работы "Получение солей", которая входит как в школьные, так и вузовские программы. Проект актуален в условиях обучения в онлайн-формате, когда у студентов или школьников нет возможности проводить опыты и эксперименты в аудитории. Учащиеся без угрозы для здоровья могут работать с опасными веществами.
AR-конструктор для производства
Заказчик: “Крестецкая строчка”
Партнер-разработчик: XReady Lab
Создание приложения-конструктора в AR-среде, позволяющего загружать цифровые модели продукции и размещать их на предметах и поверхностях для визуализации объектов в интерьере. Цель – увеличить продажи через интернет-магазин компании, создать приложение, способное к масштабированию и работе с другими производствами.
Возможность использования AR-технологии, дополненной реальности, удобное приложение-конструктор, которое разработала команда, чтобы увидеть продукцию в интерьере через экран смартфона или планшета, несомненно станет для нас конкурентным преимуществом и позволит увеличить продажи и ускорить продвижение продукции.
Как стать участником
Массовый сетевой курс по цифровому моделированию стартует уже через месяц – в октябре 2020 года. Его длительность – 2 семестра.
Разработчиками курса станут Центр НТИ “Новые производственные технологии” СПбПУ Петра Великого, МГТУ Станкин и МФТИ. Практическое и прикладное обучение студентов проходит под руководством компаний-разработчиков: "Аскон", R-Про, Intelligent Ideas, VR Concept, XReady Lab, Varwin".
Участие в проекте могут принять вузы, у которых есть договоренности с индустриальными предприятиями, готовыми выступить заказчиками результатов курса и работать вместе с командой студентов.
В этом году мы начнем курс с 12 вузами, на данный момент предварительные заявки одобрены у семи вузов. Университетам, которые подадут заявки до 20 сентября, будут предоставлены особые коммерческие условия на проведение программы.
По окончании курса предприятия получат проработанный прототип цифровой модели – решение заявленной заказчиком задачи, – а также подготовленную команду молодых специалистов, понимающих специфику работы предприятия.