Apakah itu "digital twin", dan bagaimana ia berfungsi?

Apa itu kembar digital?

Kembar digital adalah replika maya objek, sistem, atau proses fizikal. Ia merupakan representasi digital entiti dunia nyata yang boleh digunakan untuk mensimulasikan dan menganalisis tingkah laku dan prestasi pasangan fizikal. Kembar digital sering digunakan dalam industri pembuatan, pembinaan, dan industri lain untuk meningkatkan kecekapan, mengurangkan kos, dan mengoptimumkan prestasi.

Kembar digital boleh digunakan untuk mensimulasikan tingkah laku objek atau sistem fizikal dalam pelbagai keadaan, seperti tekanan, keausan, atau faktor persekitaran. Ini membolehkan jurutera dan pereka menguji dan mengoptimumkan prestasi produk sebelum ia dibina, yang dapat membantu mengurangkan kos dan meningkatkan kecekapan. Selain itu, kembar digital boleh digunakan untuk memantau dan menganalisis prestasi objek atau sistem fizikal secara masa nyata, yang dapat membantu mengenal pasti masalah dan meningkatkan penyelenggaraan dan pembaikan.

Kembar digital boleh dicipta menggunakan pelbagai teknologi, termasuk data sensor, pemodelan 3D, dan kecerdasan buatan (AI). Ia juga boleh diintegrasikan dengan teknologi lain, seperti Internet of Things (IoT) dan realiti maya (VR), untuk mencipta pengalaman yang mendalam dan interaktif. Tetapi siapakah yang mencipta teknologi kembar digital?

Dengan keluarnya Mirror Worlds oleh David Gelernter pada tahun 1991, konsep teknologi kembar digital pertama kali diperkenalkan. Walau bagaimanapun, teknologi ini telah berkembang seiring dengan masa, dengan pelbagai individu dan organisasi menyumbang kepada perkembangannya. Istilah "kembar digital" pertama kali dicipta oleh Dr. Michael Grieves, seorang profesor di Universiti Michigan, pada tahun 2002.

Beliau mentakrifkannya sebagai "representasi maya objek atau sistem fizikal sepanjang kitar hayatnya." Konsep mencipta replika digital objek, sistem, dan proses fizikal, bagaimanapun, telah wujud sejak beberapa dekad yang lalu, dengan contoh awal bermula pada tahun 1960-an dan 1970-an.

Pembangunan teknologi kembar digital didorong oleh kemajuan dalam teknologi, seperti IoT, AI, dan komputasi awan, yang telah memungkinkan pengumpulan, penyimpanan, dan analisis data yang besar. Penggunaan yang semakin meningkat dalam alat simulasi dan pemodelan dalam pelbagai industri, seperti pembuatan dan pembinaan, juga memainkan peranan penting dalam perkembangan teknologi kembar digital.

Artikel ini akan membincangkan apa yang dilakukan oleh kembar digital, manfaat dan risiko teknologi kembar digital, dan bagaimana teknologi kembar digital dan teknologi blockchain boleh digunakan bersama-sama.

Bagaimana kembar digital berfungsi?

Kembar digital berfungsi dengan mencipta model maya aset fizikal, sistem, atau proses. Replika ini dicipta menggunakan kombinasi pemodelan 3D, data sensor, dan kecerdasan buatan. Keseluruhan proses berfungsi seperti berikut:

Pemodelan 3D: Kembar digital bermula dengan model 3D objek atau sistem fizikal. Model ini boleh dicipta menggunakan perisian reka bentuk berbantu komputer atau alat pemodelan 3D lain.
Data sensor: Kembar digital kemudian diisi dengan data sensor, yang dikumpul dari objek atau sistem fizikal. Data ini termasuk maklumat tentang sifat fizikal objek atau sistem, seperti saiz, bentuk, dan bahan. Ia juga termasuk data tentang prestasi objek atau sistem, seperti suhu, tekanan, dan getaran.
Kecerdasan buatan: Kembar digital kemudian diintegrasikan dengan algoritma AI, yang digunakan untuk mensimulasikan dan menganalisis tingkah laku objek atau sistem fizikal. Algoritma ini dapat meramalkan bagaimana objek atau sistem akan berperilaku dalam pelbagai keadaan dan mengenal pasti masalah potensial sebelum mereka berlaku.
Simulasi: Setelah kembar digital dicipta dan diisi dengan data sensor, ia boleh digunakan untuk mensimulasikan tingkah laku objek atau sistem fizikal dalam pelbagai keadaan, seperti tekanan, keausan, atau faktor persekitaran. Ini membolehkan jurutera dan pereka menguji dan mengoptimumkan prestasi produk sebelum ia dibina, yang dapat membantu mengurangkan kos dan meningkatkan kecekapan.
Pemantauan masa nyata: Kembar digital juga boleh diintegrasikan dengan IoT untuk memantau objek atau sistem fizikal secara masa nyata. Ini membolehkan pemantauan dan analisis prestasi objek atau sistem secara masa nyata, yang dapat membantu mengenal pasti masalah dan meningkatkan penyelenggaraan dan pembaikan.

Salah satu contoh penggunaan teknologi kembar digital adalah dalam industri pembuatan. Syarikat yang menghasilkan jentera kompleks, seperti turbin angin, boleh menggunakan teknologi kembar digital untuk mencipta replika maya turbin. Replika ini boleh digunakan untuk mensimulasikan tingkah laku turbin dalam pelbagai keadaan, seperti kelajuan dan arah angin. Jurutera dan pereka boleh menggunakan kembar digital untuk menguji dan mengoptimumkan prestasi turbin sebelum ia dibina, yang dapat membantu mengurangkan kos dan meningkatkan kecekapan.

Setelah turbin dibina dan digunakan, data sensor boleh dikumpul dari turbin fizikal dan digunakan untuk mengemaskini kembar digital secara masa nyata. Ini membolehkan pemantauan dan analisis prestasi turbin secara masa nyata, yang dapat membantu mengenal pasti masalah potensial dan meningkatkan penyelenggaraan dan pembaikan. Dengan menggunakan kembar digital, syarikat dapat meramalkan apabila komponen mungkin gagal dan menjadualkan penyelenggaraan sebelum ia berlaku, mengurangkan masa berhenti dan meningkatkan produktiviti keseluruhan.

Jenis-jenis kembar digital

Terdapat beberapa jenis kembar digital yang berbeza, masing-masing dengan kegunaan dan aplikasi khusus:

Kembar digital produk: Jenis kembar digital ini digunakan untuk mensimulasikan dan mengoptimumkan prestasi produk sebelum ia dibina. Ia membolehkan jurutera dan pereka menguji dan menilai pelbagai pilihan reka bentuk dan mengenal pasti masalah potensial sebelum produk itu dihasilkan.
Kembar digital proses: Ia digunakan untuk mensimulasikan dan mengoptimumkan prestasi proses, seperti proses pembuatan atau pembinaan. Ia membolehkan operator dan pengurus mengenal pasti halangan, meningkatkan kecekapan, dan mengurangkan kos.
Kembar digital aset: Kembar digital aset digunakan untuk memantau dan menganalisis prestasi aset fizikal, seperti mesin atau bangunan. Ia membolehkan pemantauan dan analisis prestasi aset secara masa nyata, yang dapat membantu mengenal pasti masalah dan meningkatkan penyelenggaraan dan pembaikan.
Kembar digital bandar: Jenis kembar digital ini digunakan untuk mensimulasikan dan mengoptimumkan prestasi bandar atau kawasan bandar. Ia membolehkan perancang bandar dan pengurus untuk menganalisis dan merancang skenario yang berbeza, seperti aliran lalu lintas, tindak balas kecemasan, dan pertumbuhan penduduk.
Kembar digital manusia: Kembar digital manusia digunakan untuk mensimulasikan dan menganalisis tingkah laku dan prestasi manusia, seperti askar, atlet, atau pesakit. Ia membolehkan pengujian dan penilaian skenario dan keadaan yang berbeza, seperti tekanan fizikal, rawatan perubatan, dan rehabilitasi.
Kembar digital pintar: Kembar digital pintar digunakan untuk mencipta replika objek atau sistem yang dilengkapi dengan keupayaan AI, seperti keupayaan untuk belajar dan mengoptimumkan diri seiring dengan masa.

Ini hanya beberapa contoh jenis kembar digital yang berbeza; teknologi ini terus berkembang, dan aplikasi dan kegunaan baru sedang muncul.

Realiti maya vs. teknologi kembar digital

Realiti maya dan teknologi kembar digital adalah bidang yang berkaitan tetapi berbeza. Walau bagaimanapun, mereka boleh saling melengkapi dalam beberapa aplikasi, seperti latihan, reka bentuk, dan pengoptimuman. Realiti maya merujuk kepada penggunaan teknologi komputer untuk mencipta persekitaran simulasi atau mendalam yang boleh dialami melalui headset atau peranti lain.

Ia menyediakan cara bagi pengguna untuk berinteraksi dan mengalami persekitaran digital seolah-olah ia adalah nyata melalui penggunaan maklum balas visual, auditori, dan haptik. VR sering digunakan untuk permainan, hiburan, dan latihan, serta untuk aplikasi yang lebih praktikal, seperti reka bentuk dan visualisasi, terapi, dan pendidikan.

Di sisi lain, teknologi kembar digital merujuk kepada penggunaan teknologi komputer untuk mencipta replika maya objek, sistem, atau proses fizikal. Ia digunakan untuk mensimulasikan dan menganalisis tingkah laku dan prestasi pasangan fizikal, membolehkan pengoptimuman, pemantauan prestasi, dan ramalan masalah potensial. Ia sering digunakan dalam industri pembuatan, pembinaan, dan industri lain untuk meningkatkan kecekapan, mengurangkan kos, dan mengoptimumkan prestasi.

Kelebihan teknologi kembar digital

Teknologi kembar digital sedang diterapkan dalam pelbagai industri dan sektor, dan ia berpotensi memberikan manfaat yang signifikan kepada organisasi dan individu dengan meningkatkan kecekapan, mengurangkan kos, dan membuat keputusan yang lebih berinformasi. Ia mempunyai beberapa kelebihan, termasuk:

Kecekapan yang ditingkatkan: Teknologi kembar digital membolehkan simulasi dan pengoptimuman objek, sistem, dan proses fizikal, membantu mengenal pasti masalah dan ketidakcekapan sebelum mereka berlaku, mengurangkan masa berhenti dan meningkatkan produktiviti keseluruhan.
Penjimatan kos: Ia dapat membantu mengurangkan kos dengan membolehkan pengujian dan pengoptimuman produk dan proses sebelum mereka dibina, yang dapat membantu mengurangkan keperluan untuk prototaip yang mahal dan pengujian fizikal.
Pemantauan masa nyata: Teknologi kembar digital dapat diintegrasikan dengan IoT untuk memantau dan menganalisis prestasi objek atau sistem fizikal secara masa nyata, yang dapat membantu mengenal pasti masalah dan meningkatkan penyelenggaraan dan pembaikan.
Penyelenggaraan berdasarkan ramalan: Teknologi ini membolehkan ramalan masalah potensial dengan objek atau sistem fizikal, yang dapat membantu mengurangkan masa berhenti dan meningkatkan penyelenggaraan keseluruhan.
Pembuatan keputusan yang lebih baik: Ia dapat membantu menyediakan maklumat yang lebih tepat dan terperinci tentang objek atau sistem fizikal, yang dapat membantu dalam membuat keputusan yang lebih baik.
Keselamatan yang ditingkatkan: Teknologi kembar digital dapat membantu mengenal pasti bahaya keselamatan potensial dan membantu meningkatkan keselamatan di dunia fizikal.
Kerjasama yang lebih baik: Ia membolehkan kerjasama yang lebih baik antara jabatan dan pihak berkepentingan yang berbeza, kerana ia menyediakan platform yang sama untuk perkongsian data, analisis, dan pengambilan keputusan.
Akses jarak jauh: Teknologi kembar digital membolehkan akses jarak jauh ke objek atau sistem fizikal, yang dapat membantu meningkatkan aksesibiliti dan mengurangkan keperluan untuk perjalanan.

Risiko teknologi kembar digital

Seperti mana-mana teknologi lain, teknologi kembar digital mempunyai risiko dan cabaran tersendiri. Berikut adalah beberapa contoh:

Risiko keselamatan siber: Teknologi kembar digital bergantung pada pengumpulan dan penyimpanan data yang besar, yang boleh menjadikannya rentan kepada serangan siber. Ini termasuk pencerobohan, pelanggaran data, dan akses tanpa kebenaran kepada maklumat yang sensitif.
Ketergantungan pada kualiti data: Ketepatan dan kebolehpercayaan kembar digital bergantung pada kualiti data yang digunakan untuk menciptanya. Jika data tidak tepat atau tidak lengkap, kembar digital tidak akan menjadi representasi yang tepat dari objek atau sistem fizikal yang diwakili.
Kebimbangan privasi: Teknologi kembar digital dapat mengumpul dan menyimpan maklumat sensitif, seperti data peribadi, yang menimbulkan kebimbangan tentang privasi dan perlindungan data.
Kekompleksan: Ia boleh menjadi kompleks untuk melaksanakan dan mengekalkan, memerlukan kemahiran dan pengetahuan khusus. Ini boleh menjadikannya sukar bagi organisasi untuk sepenuhnya memanfaatkan manfaatnya.
Integrasi: Ia boleh sukar untuk diintegrasikan dengan sistem dan proses yang sedia ada, yang boleh menjadikannya mencabar bagi organisasi untuk sepenuhnya memanfaatkan keupayaannya.
Ketidakwujudan standardisasi: Teknologi kembar digital masih merupakan bidang yang relatif baru, dan kini terdapat kekurangan standardisasi dalam hal data dan format yang digunakan untuk mencipta dan menyimpan kembar digital.
Kebimbangan etika: Teknologi kembar digital menimbulkan kebimbangan etika, seperti penggunaan kembar digital untuk mensimulasikan dan menguji skenario yang boleh membahayakan dalam dunia nyata.
Skalabiliti terhad: Teknologi kembar digital mungkin tidak dapat mengendalikan sistem yang besar atau kompleks, yang dapat membatasi kegunaannya dalam beberapa kes.

Penting bagi organisasi untuk menyedari risiko dan cabaran yang berkaitan dengan teknologi kembar digital dan mengambil langkah-langkah untuk mengurangkannya, seperti melaksanakan langkah-langkah keselamatan siber yang kukuh, memastikan kualiti data, dan menjadi telus tentang penggunaan dan penyimpanan data. Selain itu, penting bagi organisasi untuk menyedari implikasi etika dan undang-undang teknologi kembar digital dan memastikan mereka mematuhi.

Bolehkah teknologi kembar digital dan teknologi blockchain digabungkan?

Teknologi kembar digital dan teknologi blockchain boleh digunakan bersama-sama dalam pelbagai cara, seperti:

Pengurusan rantaian bekalan: Teknologi kembar digital dapat digunakan untuk mencipta replika maya produk dan aset fizikal, dengan teknologi blockchain mencipta rekod yang selamat dan telus tentang perjalanan produk atau aset melalui rantaian bekalan.
Kontrak pintar: Teknologi kembar digital dapat digunakan untuk mencipta replika maya aset dan memantau prestasinya, sementara teknologi blockchain dapat digunakan untuk mengautomatikkan kontrak pintar yang mengatur pemindahan hak milik, hak penggunaan, dan butiran lain mengenai aset.
Kawalan kualiti: Teknologi blockchain dapat digunakan untuk mencipta rekod yang tidak boleh diubah suai tentang sejarah kawalan kualiti produk, membolehkan penjejakan dan kejelasan, sementara teknologi kembar digital dapat digunakan untuk mensimulasikan tingkah laku produk fizikal.
Pengurusan dompet: Teknologi kembar digital dapat digunakan untuk mencipta replika maya dompet kripto, membolehkan simulasi dan analisis tingkah laku dan prestasinya. Ini dapat membantu mengenal pasti kerentanan potensial dan meningkatkan keselamatan dompet.
Pengurusan aset: Teknologi blockchain dapat digunakan untuk mencipta rekod yang tidak boleh diubah suai tentang hak milik, hak penggunaan, dan butiran lain mengenai aset, sementara teknologi kembar digital dapat digunakan untuk memantau dan menganalisis prestasi aset fizikal.
Hartanah: Teknologi blockchain dapat digunakan untuk mencipta rekod yang tidak boleh diubah suai tentang tanah digital, sementara teknologi kembar digital dapat digunakan untuk mencipta replika maya hartanah sebenar.
Identiti digital: Teknologi kembar digital dapat digunakan untuk mencipta replika maya individu, sementara teknologi blockchain dapat digunakan untuk mencipta rekod yang tidak boleh diubah suai tentang identiti digital individu, membolehkan pengesahan identiti yang selamat dan telus.

Dengan itu, penggunaan teknologi kembar digital dan teknologi blockchain bersama-sama dapat menyediakan cara yang lebih selamat, telus, dan cekap untuk mengurus dan melacak aset dan produk fizikal, membolehkan pemantauan dan pengambilan keputusan yang lebih baik.

Masa depan teknologi kembar digital

Teknologi kembar digital adalah bidang yang berkembang pesat, dan dijangka akan memberikan impak yang signifikan kepada pelbagai industri dan sektor pada masa depan. Misalnya, teknologi kembar digital dijangka memainkan peranan yang semakin penting dalam Industri 4.0, Revolusi Industri Keempat, yang ditandai dengan integrasi teknologi canggih, seperti IoT, AI, dan big data, dalam pembuatan dan industri lain.

Selain itu, dijangka ia akan semakin diintegrasikan dengan teknologi lain, seperti Internet of Things, kecerdasan buatan, dan realiti maya, untuk mencipta pengalaman yang lebih mendalam dan interaktif. Demikian juga, dengan kemampuan untuk mendeteksi masalah yang potensial dan menjadwalkan pemeliharaan preventif, teknologi kembar digital diharapkan akan digunakan dengan lebih kerap dalam pemeliharaan dan pembaikan.

Lebih lanjut lagi, teknologi kembar digital dijangka akan menjadi lebih realistik dengan penggunaan model 3D resolusi tinggi dan algoritma AI yang lebih canggih, memungkinkan simulasi dan analisis yang lebih akurat dari objek dan sistem fisik.

Penggunaan teknologi kembar digital diharapkan akan meningkat secara signifikan dalam simulasi dan latihan, memungkinkan lingkungan pembelajaran yang lebih hidup dan mendalam. Misalnya, industri konstruksi dapat lebih sering menggunakan teknologi kembar digital, karena memungkinkan simulasi dan pengoptimalan desain, konstruksi, dan operasi bangunan dan infrastruktur.

Ditulis oleh: Onkar Singh

Apakah itu 'digital twin', dan bagaimana ia berfungsi?