Сотрудничество цифровых двойников на базе блокчейна: пример умного транспорта

Цифровые двойники (DTs) — перспективная технология в промышленной революции и неотъемлемая часть Индустрии 4.0. Цифровые двойники играют ключевую роль в совершенствовании распределённого производства, обеспечивая актуальное представление эксплуатационных данных физических объектов, поддерживая принятие решений и снижая потенциальные риски в распределённых производственных системах. Кроме того, цифровые двойники должны взаимодействовать в рамках распределённых производственных систем для прогнозирования рисков и принятия решений на основе консенсуса. Однако сотрудничество цифровых двойников страдает от единичных точек отказа из‑за атак и централизованных соединений, а также от проблем с интероперабельностью данных, аутентификацией и масштабируемостью. Чтобы преодолеть эти проблемы, мы рассматриваем основные высокоуровневые требования к сотрудничеству цифровых двойников и предлагаем концептуальную архитектуру, которая удовлетворяет этим требованиям посредством сочетания блокчейна, методов предиктивной аналитики и технологий цифровых двойников. Предложенная рамочная модель направлена на усиление интеллекта цифровых двойников на основе блокчейна. В частности, мы предлагаем конкретную реестрную (ledger‑based) схему для совместных цифровых двойников, ориентированную на анализ оперативных данных в реальном времени и распределённые алгоритмы консенсуса. Далее мы описываем применение концептуальной модели на примерах систем умного транспорта, а именно умной логистики и предиктивного обслуживания железнодорожного транспорта. В заключение мы намечаем направления будущих исследований, которые могут заинтересовать специалистов в этой области.