ما هو التوأم الرقمي وما فائدته؟

التوأم الرقمي (Digital twin) هو تمثيل افتراضي لكائن حقيقي، يمكن أن يكون هذا الكائن عبارة عن مؤسسة أو شركة أو مكان أو شخص أو خدمة. فهو محاكاة للكائن الحقيقي في العالم الافتراضي.

يتم إنشاء التوائم الرقمية من خلال جمع البيانات من الكائن الحقيقي واستخدام تلك البيانات لإنشاء نسخة افتراضية منه، ثم تحديث هذه النسخة الافتراضية في الوقت الفعلي ببيانات جديدة من الكائن الحقيقي.

كيف يتم إنشاء توأم رقمي؟

هناك عدد من الخطوات التي يجب اتباعها لإنشاء توأم رقمي، يمكن تلخيص هذه الخطوات فيما يلي:

تحديد الكائن الحقيقي المُراد إنشاء توأم رقمي له.
جمع البيانات عن الكائن الحقيقي.
استخدام أدوات وبرامج لإنشاء نسخة افتراضية للكائن الحقيقي بناءً على البيانات التي تم جمعها.
تحديث النسخة الافتراضية في الوقت الفعلي ببيانات جديدة من الكائن الحقيقي.
استخدام النسخة الافتراضية (التوأم الرقمي) لمراقبة وتحليل أداء الكائن الحقيقي والتنبؤ به.

استخدامات وفوائد التوائم الرقمية

يمكن استخدام التوائم الرقمية لأغراض متنوعة، بما في ذلك:

المراقبة والتحليل: مراقبة أداء الكيانات المادية. يساعد ذلك في تحديد المشاكل المحتملة قبل حدوثها وتجنب الفشل.
الصيانة التنبؤية: التنبؤ بالوقت الذي يحتاج فيه هيكل أو كيان ما للصيانة. هذا يمكن أن يساعد في تجنب التوقف المكلف غير المخطط له.
التحسين: تحسين أداء الكيانات المادية عن طريق تحديد المجالات التي يمكن فيها إجراء تحسينات، مثل تغيير التصميم وطريقة التشغيل.
التدريب: تدريب المشغلين والمهندسين على كيفية تشغيل وصيانة الأجهزة أو الآلات أو الأنظمة. يساعد ذلك في تقليل الأخطاء وتحسين الكفاءة وخفض التكاليف.
الانتشار: توفر التوائم الرقمية فرصة للشركات والمؤسسات للانتشار على نطاق واسع، وذلك عن طريق تقديم خدماتها في العالم الافتراضي.

التحديات التي تساعد التوائم الرقمية في حلها

يمكن أن تساعد التوائم الرقمية في حل مجموعة متنوعة من التحديات مثل:

التعامل مع التعقيد: يمكن أن يكون سير العمل في المؤسسات والشركات معقداً، ما يُصعّب مراقبة وتحليل أدائها دون استخدام التوائم الرقمية.
التكيف: يمكن وضع التوأم الرقمي في أي ظروف أو حالات للمساعدة في التنبؤ بالتغييرات التي ستحصل وطريقة التكيف والتعامل معها.
التكلفة: تتزايد تكلفة الإدارة والصيانة والإشراف، ويمكن أن تساعد التوائم الرقمية في تقليل هذه التكاليف من خلال المساعدة في تدريب الموظفين.

الشركات والمؤسسات التي يمكنها الاستفادة من التوائم الرقمية

يمكن أن تفيد التوائم الرقمية مجموعة واسعة من الشركات والمؤسسات مثل:

المصانع: تحسين تصميم المنتجات وطريقة تصنيعها وصيانة الآلات.
محطات الطاقة: تحسين كفاءة محطات الطاقة وأنظمة الطاقة الأخرى.
وسائل النقل: لتحسين سلامة وكفاءة أنظمة النقل.
مؤسسات الرعاية الصحية: تحسين قدرتها على تشخيص الأمراض وعلاجها.
شركات البناء: تحسين تخطيط وتصميم وبناء المباني والهياكل المختلفة.

أمثلة على التوائم الرقمية

فيما يلي بعض الأمثلة على التوائم الرقمية:

توأم رقمي لتوربينات الرياح لمراقبة أدائها لمعرفة متى ستحتاج إلى صيانة.
توأم الرقمي لمحرك الطائرة لتحسين تصميمه وكفاءته.
توأم رقمي لمدينة من أجل تحسين حركة المرور والقدرة على الاستجابة للطوارئ.

التوأم الرقمي البشري

التوأم الرقمي البشري (Human digital twin) المعروف اختصاراً بـ (HDT) هو تمثيل افتراضي لشخص ما، ويمثل محاكاة في الوقت الفعلي للشخص من أجل مراقبة أدائه وسلوكه.

يتم إنشاء التوأم الرقمي البشري من خلال جمع البيانات عن الشخص، مثل البيانات الشكلية والسلوكية، ثم استخدام هذه البيانات لإنشاء نموذج افتراضي له.

فيما يلي بعض الفوائد المحتملة للتوائم الرقمية البشرية:

التشخيص المبكر للأمراض وعلاجها: يوفر التوأم الرقمي البشري إمكانية مراقبة صحة الشخص في الوقت الفعلي، ما يساعد على تحديد المشاكل الصحية المحتملة في وقت مبكر، والمساعدة على اتخاذ خيارات صحية ووضع خطط العلاج.
الطب الشخصي: يمكن استخدام التوأم الرقمي البشري لإنشاء خطط علاج مخصصة لكل فرد.
الوقاية من الإصابات والحوادث: يمكن استخدام التوائم الرقمية البشرية لتحديد المخاطر التي قد يتعرض لها البشر في بيئات معينة، مثل المصانع ووسائل النقل، بالإضافة إلى التدريب على طريقة التعامل مع هذه المخاطر والإصابات الناجمة عنها، ما يساعد في تطوير تدابير سلامة أكثر كفاءة.
التواصل مع الآخرين: تساعد التوائم الرقمية على الالتقاء في العالم الافتراضي مع أشخاص آخرين موجودين في أماكن بعيدة في تجربة تحاكي اللقاءات التي تحدث في الحياة الواقعية.

عيوب التوائم الرقمية

التوائم الرقمية هي تكنولوجيا جديدة ويمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من المجالات. لكن هناك بعض العيوب التي يجب مراعاتها قبل تنفيذها:

التكلفة: واحدة من أكبر عيوب التوائم الرقمية، فقد يكون إنشاء التوأم الرقمي والحفاظ عليه مكلفاً، خاصةً بالنسبة للكائنات الحقيقية المعقدة، كما يمكن أن تكون تكلفة جمع البيانات والنمذجة والمحاكاة كبيرة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون تكلفة تحديث التوأم الرقمي لمحاكاة التغييرات الحقيقية مرتفعة أيضاً.
التعقيد: من عيوب التوائم الرقمية الأخرى أيضاً التعقيد، حيث يمكن أن يكون إنشاء التوائم الرقمية وتشغيلها أمراً معقداً، فهي تتطلب فهماً للكائن الحقيقي الذي تم تصميمه، فضلاً عن الخبرة في جمع البيانات والنمذجة والمحاكاة. بالإضافة إلى ذلك، قد يكون من الصعب الإشراف على عمل التوائم الرقمية، خاصة بالنسبة لغير التقنيين.
عرضة للهجمات السيبرانية: يمكن أن تكون التوائم الرقمية عرضة للهجمات السيبرانية. وهذا قد يكون خطيراً إذا كانت البيانات المستخدمة لإنشائها مهمة أو حساسة، لذلك، من المهم اتخاذ خطوات لحمايتها من الوصول غير المصرح به.
دقة البيانات: تعتمد دقة التوأم الرقمي على دقة البيانات المستخدمة في إنشائه. إذا كانت البيانات غير دقيقة، سيكون التوأم الرقمي غير دقيق أيضاً.
أخطاء النمذجة: هناك احتمال لحدوث أخطاء في عملية النمذجة. يمكن أن تؤدي هذه الأخطاء إلى محاكاة غير دقيقة وتقديم تنبؤات خاطئة.

التوائم الرقمية هي تكنولوجيا جديدة يمكن أن تحدث فرقاً كبيراً في عمل الشركات والمؤسسات أو في طريقة تقديم الخدمات. وعلى الرغم من العيوب التي ذكرناها أعلاه، تطور هذه التكنولوجيا بسرعة كبيرة، لذلك، يمكننا أن نتوقع المزيد من التطبيقات المفيدة لها في المستقبل.