Цифровой двойник в контексте Интернета вещей: обзор технических характеристик, сценариев применения и архитектурных моделей

Цифровой двойник (ЦД) — это развивающаяся концепция, привлекающая внимание в различных отраслях. Она предполагает возможность клонирования физического объекта (ФО) в его программный аналог. Программный объект, называемый логическим объектом, отражает все важные свойства и характеристики исходного объекта в рамках конкретного прикладного контекста. Для полного определения ожидаемых свойств ЦД в статье представлен обзор современного состояния исследований, начинающийся с исходного определения, сформировавшегося в промышленном производстве. Учитываются также родственные подходы, возникшие в других областях, а именно в дополненной и виртуальной реальности (например, аватары), многоагентных системах и виртуализации. Данный обзор позволяет выявить широкий набор характеристик ЦД, указывающих на «программизацию» ФО. Для согласованного формирования общего определения ЦД выделен и предложен набор основополагающих свойств, служащий общей основой и описывающий ключевые характеристики ЦД, то есть обязательные свойства. После согласования определения ЦД его техническая и коммерческая ценность рассматривается с точки зрения применимости и возможностей. Четыре сценария применения иллюстрируют, каким образом может использоваться концепция ЦД и как ее применяют в некоторых отраслях. Эти сценарии также приводят к обобщенной архитектурной модели ЦД. Анализ дополнен выявлением моделей и рекомендаций по проектированию программной архитектуры для представления общей функциональной основы ЦД. Наконец, в статье анализируется ряд возможных направлений развития ЦД с учетом его потенциального использования в качестве основного фактора, обеспечивающего процесс программизации.