Цифровые двойники: модель зрелости для их классификации и оценки

Цифровые двойники представляют собой мощный инструмент для преобразования производства и логистики в направлении Индустрии 4.0. Они отражают физические объекты в цифровом пространстве, наделяя их дополнительными возможностями и функциями, такими как принятие решений или управление жизненным циклом. В связи с многообразием возможностей, связанных с цифровыми двойниками, их проектирование и внедрение также отличаются широким разнообразием. Цель данной статьи — содействовать формализации и стандартизации описания цифровых двойников. В ней представлен метод их оценки на протяжении жизненного цикла — от проектирования до эксплуатации. Метод основан на обзоре потенциальных функциональных возможностей и свойств цифровых двойников с ранжированными стадиями развития. Он позволяет оценивать цифровые двойники с учетом специфики конкретного применения и описывает способы их совершенствования для лучшего соответствия заданной области применения. Разработка модели зрелости выполнялась в соответствии с процедурой разработки моделей зрелости для управления информационными технологиями. Соответствующие возможности и функции были выявлены посредством систематического обзора литературы, проведенного в соответствии с рекомендациями PRISMA. Результаты этого обзора были ранжированы и классифицированы и составляют основу модели зрелости, валидированной на пяти вариантах использования из различных областей производства и логистики. Модель зрелости оценивает цифровые двойники по семи категориям (контекст, данные, вычислительные возможности, модель, интеграция, управление и человеко-машинный интерфейс) с использованием 31 ранжированной характеристики. Она позволяет оценивать существующие решения с точки зрения их возможного совершенствования для конкретного применения или переноса в новый вариант использования. Разработанный метод и дополнительный веб-сервис представляют собой обобщенную модель оценки цифровых двойников. Основываясь на описании потенциального применения, этот подход является первым шагом к систематической оценке и структурированной разработке подобных приложений.