¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

31 августа 2020

÷ифровой двойник, ѕринцип ќккама и јльберт Ёйнштейн

ƒавид Ћевинƒавид Ћевин


Ќе следует множить сущее без необходимости.
ѕринцип ќккама

¬сЄ следует упрощать до тех пор, пока это возможно, но не более того.
ј. Ёйнштейн


  • ƒ.”олш о цифровом двойнике
  • ќ.Ўиловицкий поправл€ет ƒ.”олша
  • јвтор уточн€ет ќ.Ўиловицкого
  • ÷ифровой двойник Ч полезное пон€тие


Ѕыло трудно пройти мимо статьи с заголовком Ђ8 Myths About Digital Twins Exposed Ч HereТs the Realityї (русский перевод: Ђ–азоблачение восьми мифов о цифровых двойниках: вот вам реальностьї), написанной известным автором ƒжо ”олшем (Joe Walsh). Ђ÷ифровые двойникиї (÷ƒ) Ц модна€ тема, активно маркетируема€ многими видными вендорами, и помочь массовому рынку разобратьс€ в сути нового тренда Ц благородна€ задача и профессиональный долг экспертов отрасли.

„ем цифровой двойник Ќ≈ €вл€етс€

¬ первой части статьи ƒжо ”олш перечисл€ет восемь мифов о ÷ƒ и их разоблачает. „то касаетс€ мифов Ђ—уществует единственный ÷ƒї, Ђ÷ƒ об€зан поддерживать весь жизненный циклї и Ђ÷ƒ используютс€ только в инженерииї, их разоблачени€ выгл€д€т бесспорными. Ќекоторые другие нуждаютс€ в уточнени€х или же в общем наборе мифов представл€ютс€ избыточными, но в целом акци€, предприн€та€ ƒжо ”олшем, безусловно, полезна нынешним и будущим пользовател€м.

Ќельз€ не согласитьс€ с автором в том, что мифы и туман относительно цифровых двойников выгодны вендорам, некоторым из которых волна хайпа за счет модной этикетки помогает продать традиционный продукт. (ѕо-моему, любой хайп выгоден также экспертам и медиа).

ќбъ€сн€ют ли слова Ђвиртуальное представлениеї и Ђсуррогатї, чем цифровой двойник я¬Ћя≈“—я?

–азоблачение мифов всЄ-таки не помогает массовому рынку в достаточной степени осознать, что такое цифровой двойник Ц в чЄм его принципиальна€ новизна. ¬ том, чтобы помочь этому, состоит замысел второй части статьи ƒжо ”олша. ¬ этой части дл€ ÷ƒ представлены два определени€, названных автором Usable Standard Definitions. Ёти определени€ мен€ удивили:

ќпределение от CIMdata:
÷ифровой двойник Ц это виртуальное представление некоторой физической сущности или набора таких сущностей (физического двойника), которое основано на использовании двустороннего информационного обмена с ассоциированным физическим двойником.

ќпределение от –абочей группы по системному моделированию:
÷ифровой двойник Ц это цифровой заменитель (суррогат), €вл€ющийс€ описанием физической сущности, такой как продукты, процессы, системы, люди и устройства, который может быть использован с разными цел€ми. ÷ифровой двойник использует данные и информацию от объекта реального мира и обеспечивает обратную св€зь с этим реальным объектом.

Ёти определени€ в неменьшей степени удивили ќлега Ўиловицкого, о чЄм он €сно сказал в своЄм блоге ЂDigital Twin Hypeї (русский перевод: Ђ’айп вокруг цифровых двойниковї). «аметка ќлега Ц must read, а здесь Ц две короткие цитаты:

ќба определени€ используют расплывчатые слова, объ€сн€ющие, что информацию [от ÷ƒ] можно использовать как замену обратной св€зи от реального объекта. —амое интересное состоит в том, что информаци€ дл€ анализа поведени€ физического объекта используетс€ в инженерных дисциплинах, веро€тно, с момента возникновени€ этих дисциплин.

÷ифровой двойник Ц крутое название. Ќадеюсь, вы согласны. » мне это название нравитс€.   сожалению, маркетинг работает хорошо и выстроил вокруг ÷ƒ гипнотические определени€ и рекламу, которые сильно сбивают с толку. ¬ большинстве представлений слова Ђ÷ифровой ƒвойникї можно без труда заменить на нечто более содержательное и прагматичное, такое как модель, информаци€, симул€ци€ и т. д.   сожалению, это не происходит, а маркетинг продолжает порождать всЄ новые виды рекламных интерпретаций ÷ƒ. Ќа мой взгл€д, эта тенденци€ реально вредна, поскольку вместо цифровых двойников мы имеем цифровой хайп.

ѕочему бы не определить цифровой двойник как новый продвинутый тип модели

я мог бы сказать, что полностью присоедин€юсь к мнению ќлега, но у мен€ есть некоторое уточнение его слов ЂЂ÷ифровой ƒвойникї можно без труда заменить на нечто более содержательное и прагматичное, такое как модель, информаци€, симул€ци€ и т. д.ї. ћоЄ уточнение: цифровой двойник Ц это цифрова€ модель, эффективно коммуницирующа€ со своим физическим прообразом.

ѕохоже, что тот, кто считает слово Ђмодельї недостаточно конкретным по сравнению, например, со словом Ђсуррогатї, апеллирует к широко распространенному представлению о модели как просто о чЄм-то, напоминающем физический объект. —лово Ђмодельї прочно вошло в бытовой обиход: сегодн€ модел€ми имеют право именоватьс€ куклы, пластмассовые игрушки-самолЄты и т. п. ќднако в нашей отрасли стоит оперировать пон€тием Ђмодельї, не слишком уход€ от той определенности, котора€ характерна дл€ точных наук и конструктивных технологий. ¬ этих сферах модель строитс€ всегда только дл€ того, чтобы она с необходимой в данном применении точностью отражала те свойства физического объекта, которые требуютс€ дл€ его исследовани€ и/или дл€ управлени€ им.

(”потребл€ю слово Ђобъектї сугубо дл€ краткости: име€ в виду и системы, и активы, и процессы, и всЄ, что способно моделироватьс€).

ћало-мальски конструктивное представление о модели подразумевает, что она оперирует некоторой системой

  • виртуальных объектов, ассоциированных с компонентами физического прообраза;
  • функций, которые определены над соответствующими виртуальными объектами и адекватно отражают свойства физического прообраза;
  • логических отношений, которые определены над соответствующими виртуальными объектами и адекватны отношени€м компонентов физического прообраза.

ƒругими словами, цифровой двойник Ч не просто виртуальное (цифровое) представление объекта реальности, а виртуальное представление, которое €вл€етс€ в достаточной дл€ данного приложени€ степени изоморфным ассоциированному физическому объекту. ¬озможно, приведенна€ выше трактовка модели и изоморфизм кому-то покажутс€ ограничивающими представление о цифровом двойнике, однако в действительности речь идЄт лишь о том, что дл€ любой содержательной коммуникации общающиес€ субъекты об€зательно должны иметь некую общую согласованно интерпретируемую предметную область (базу знаний). я не считаю полезным представл€ть себе ÷ƒ как черный €щик, о котором известно только то, что он чудесным образом умеет эффективно общатьс€ с объектом реальности. Ќа основе такой трактовки, если ÷ƒ не €вл€етс€ моделью, то его полезное применение представл€етс€, м€гко говор€, маловеро€тным.

–азумеетс€, трактовка ÷ƒ как модели не изобретена только что. ¬от, например, цитата из УDigital Twins Offer Unmatched Insights For Design EngineersФ:

ќсновное пон€тие Ч то, что дл€ каждого физического продукта найдЄтс€ виртуальный двойник, который может идеально имитировать физические атрибуты и динамику своего физического двойника. ¬иртуальный двойник существует в моделируемой обстановке, которую можно контролировать с такой степенью точности, которую нелегко реализовать в реальном мире: например, ускорить врем€ так, что годы работы продукта будут смоделированы за мгновени€. “акие гиперточные модели и симул€ци€ предоставл€ют инженерам и разработчикам продуктов совершенно новые возможности. » всЄ же цифровые двойники Ч это больше, чем просто эволюци€ цифрового моделировани€, хот€ цели этих методов совпадают: более высокое качество продуктов и их поддержки с меньшими затратами ресурсов.

ћне нравитс€ это €сное и прагматичное объ€снение, и € не считаю фразу Ђцифровые двойники Ч это больше, чем просто эволюци€ цифрового моделировани€ї противоречащей моей трактовке ÷ƒ как модели. ƒа, конечно, ÷ƒ Ч не просто эволюци€ моделировани€, это следующий, качественно более высокий уровень моделировани€. ’от€, на мой взгл€д ÷ƒ, не об€зан быть гиперточной моделью (его полезность не пр€мо зависит от числа моделируемых параметров), € согласен, что гиперточна€ модель авиалайнера €вл€етс€ гиперценной.

явл€етс€ ли цифровой двойник чем-то принципиально новым? Ќасколько € понимаю, характерным качеством ÷ƒ признаЄтс€ поддержание регул€рной двусторонней коммуникации между ним и ассоциированным с ним физическим прообразом. «аметим, что такую коммуникацию теоретически всегда может реализовать человек, который с необходимой в данном процессе моделировани€ регул€рностью челночно передвигаетс€ между моделью и изучаемым/управл€емым объектом. Ѕолее реальна€ ситуаци€ Ц дистанционное общение оператора модели и оператора прообраза. ¬озможно, при таком участии человека называть модель цифровым двойником иногда имеет смысл, например, если речь идЄт о моделировании (аварийной) ситуации на космическом корабле, производимой в центре управлени€ полЄтом.

ѕринципиальна€ новизна цифрового двойника как модели заключаетс€ в новом уровне эффективности коммуникации с физическим прообразом.  лючевое слово Ђэффективностьї отражает здесь достижени€ современных технологий, которые предоставл€ют возможности поддержани€ онлайн коммуникации между сложным объектом реального мира и его сложной моделью практически с любой степенью производительности, плотности и надЄжности.

¬ конце статьи ƒжо ”олш отмечает, что на основе вн€тных (clear) определений от CIMdata и NAFEMS SMSWG (см. выше) теперь можно рассматривать различные формы цифровых двойников и их определений, и продолжает:

 ажда€ форма ÷ƒ имеет специфические характеристики дл€ достижени€ определенных целей и поэтому должна иметь более детальное определение, подчеркивающее специальные возможности, функциональность и реализацию, св€занные именно с этой формой цифрового двойника.

»нициатива ASSESS создала рабочую группу по теме ÷ифрового двойника дл€ инжиниринговой симул€ции (÷ƒ»—) и сформулировала следующее его определение:

Ђ÷ƒ»— Ц это основанное на физических свойствах виртуальное представление физического двойника (физического объекта или значимой совокупности физических объектов), которое использует взаимный обмен информацией с ассоциированным физическим двойникомї.

я не считаю вн€тными (clear) упом€нутые выше два определени€ ÷ƒ, совершенно согласен с тем, что кажда€ форма ÷ƒ должна иметь более детальное определение, и думаю, что если в определении ÷ƒ»— заменить Ђвиртуальное представлениеї на Ђмодельї, всЄ будет в пор€дке.

÷ифровой двойник Ч полезное новое пон€тие и перспективное решение

»так, мо€ точка зрени€: ÷ƒ Ц это новый уровень (ступень) возможностей моделировани€.

ѕочему те, кто заинтересован в маркетировании ÷ƒ, избегают его характеристики как модели? Ёто вполне €сно: дл€ эффективного маркетинга нужны новые будоражащие слова, а Ђмодельї Ч нечто старое, слишком знакомое, скучное.

» всЄ-таки достоин ли новый тип моделировани€ введени€ нового волнующего термина?

Ќовый термин вреден, если ортодоксально отнестись к упом€нутому в эпиграфе ѕринципу ќккама: ЂЌе следует множить сущее без необходимостиї (Entities should not be multiplied without necessity). ќднако если добросовестно объ€сн€ть рынку реальные и потенциальные возможности новых средств моделировани€, то новый термин можно признать полезным.

ѕон€тие Ђ÷ифровой двойникї полезно и удачно уже потому, что оно оказывает на рынок стимулирующее вли€ние. ≈сли не признавать, что за спекул€тивным пон€тием стоит нечто существенно новое, мы, пожалуй, слишком упростим положение дел и не прислушаемс€ к Ёйнштейну: Ђ¬сЄ следует упрощать до тех пор, пока это возможно, но не более тогої (Everything should be made as simple as possible, but not simpler), фактически объ€снившему, что принцип ќккама не должен вместе с водой выплЄскивать ребенка.

Ќикакой хайп не помешает создавать реально новые решени€ и продукты, которые постепенно всЄ в большей степени будут оправдывать такое громкое название. ѕодобна€ хайпова€ ситуаци€ наблюдаетс€ и вокруг Ђискусственного интеллектаї: конструктивно определить его невозможно, поэтому часто наблюдаютс€ чудовищные журналистские спекул€ции, но в то же врем€ постепенно по€вл€ютс€ решени€, которые фрагментарно демонстрируют полезные приближени€ к тому, что человеческий интеллект может согласитьс€ признать искусственным интеллектом.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: „ем строительство отличаетс€ от машиностроени€
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2020 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.