Чем могут помочь бизнесу
цифровые двойники

Многие крупные корпорации вкладывают средства в цифровых двойников — реалистичные виртуальные копии продуктов и услуг из физического мира. Благодаря современным персональным компьютерам и инструментам нового поколения возможности моделирования и визуализации теперь доступны даже небольшим и средним компаниям. Возможно, они не вполне эквиваленты своим высококлассным аналогам, но все же могут ускорить переход от разработок к массовому производству новых продуктов и дальнейшее их усовершенствование.

Организации давно пользуются компьютерами для имитации физического мира. Изначально одной из движущих сил в развитии цифровых компьютеров было желание быстро рассчитывать, например, траектории полета снарядов или создавать математические модели, которые ускорят разработку других систем оружия. Но не один десяток лет результаты работы компьютеров имели вид огромных таблиц с цифрами, для интерпретации которых требовался специалист.

Развитие систем компьютерной графики и визуализации коренным образом изменило ситуацию: компьютерная анимация позволяет в доступной форме визуализировать результаты математического моделирования. К 1990-м гг. моделирование глубоко проникло в инженерное проектирование, химию, проектирование резервуаров для хранения нефти, прогнозирование погоды и множество других областей, требующих обширных вычислений.

Раньше такие вычислительные мощности стоили достаточно дорого. В 1997 году, когда я руководил отделом маркетинга в Silicon Graphics/Cray Research, мы продавали свои решения для таких важных областей применения, как системы управления полетами и вооружениями и эксплуатации сложных предприятий вроде электростанций. В то время система Cray C932 стоила $32 млн, а ее производительность была сопоставима с современным процессором Apple A12 Bionic, установленным в iPhone XS. Мы также продавали высококлассные системы визуализации за $1 млн — сегодня потребительская игровая система от Nintendo или Sony демонстрирует гораздо лучшие результаты менее чем за $500. Теперь имитационная модель для разработки и отладки сложной сборочной линии или колл-центра может работать на обычном ноутбуке и всего за несколько тысяч долларов на пользователя позволяет находить ценные практичные решения.

Невысокий уровень издержек означает, что компании любого размера теперь могут использовать это цифровое чудо техники в самых разных областях.

Планирование и проектирование производства. Инженеры-технологи давно пользуются системами автоматизированного проектирования (CAD), например, для разработки физических планов производственных помещений и систем транспортировки материалов. Но раньше они обычно отстраивали физическую систему, экспериментировали с ней и уже в рабочем порядке ее корректировали. Используя моделирование, теперь они могут делать все это, не тратя средства на строительство. Без каких-либо издержек они могут изучать альтернативы, тестировать пригодность первоначальных планов для различных потоков продуктов или сценариев спроса и усовершенствовать их виртуально, еще до капитальных вложений. Это дает возможность ускорить применение новых производственных процессов, сократить сроки вывода продукта на рынок и снизить риски.

С помощью цифрового двойника менеджеры могут протестировать варианты максимальной загрузки производственных линий, найти и устранить узкие места, поэкспериментировать с различными стратегиями маршрутизации и контроля и быстрее, чем прежде, оптимизировать применение и размер буферных запасов незавершенного производства. В современных программах моделирования предусмотрены даже аватары людей, работающих в производственном помещении, что позволяет учитывать удобство и скорость перемещений и преодолеваемые сотрудниками расстояния в зависимости от расположения нужных комплектующих или инструментов. В модели также включены реалистичные изображения машин, поэтому они выглядят так, как будто вы идете по виртуальному миру в видеоигре.

Усовершенствование процессов. Моделирование позволяет проводить быстрые эксперименты с процессами, и по мере того как собираются реальные операционные данные и совершенствуется модель, инженеры могут быстро и недорого экспериментировать с цифровым двойником и дорабатывать технологию, не вмешиваясь в производство. Это дает возможность более оперативно настраивать процессы и минимизировать технологические потери. Модели также можно использовать для имитации систем контроля и тестирования новых методов до их реального внедрения.

Более тесное сотрудничество между разработкой и производством. С помощью имитационной модели разработчики, работающие над сборкой сложных продуктов, вместе с коллегами с производства могут быстро менять последовательность операций, улучшать технологичность конструкций и точнее оценивать последствия принимаемых решений. Аналогично тому, как совместное использование моделей в CAD улучшило коммуникации между конструкторами и инженерами на производстве, имитация технологических процессов позволяет им сотрудничать на протяжении всего жизненного цикла продукта, создавая возможности для более быстрого наращивания производства и более гибкой и эффективной обработки. Виртуальные модели позволяют гораздо быстрее получать ответы на вопросы «что, если», например, о том, насколько быстро компания может увеличить производительность.

Обучение. Имитационное моделирование можно использовать для обучения новых членов команды и демонстрации им общей картины производства до того, как они начнут работать на линии. Это поможет им быстро освоить новую работу.

Коммуникации и маркетинг. Инструменты моделирования могут быть прекрасным подспорьем в маркетинге — при демонстрации возможностей компании клиентам на примере цифрового макета. Возможно, эти модели не так реалистичны, как Microsoft Flight Simulator, и скорее приближены к игре OVERCOOKED компании Team17, но по мере наращивания вычислительных мощностей их качество будет улучшаться.

Беседуя с представителями малых и средних компаний, я удивляюсь, что очень немногие начали пользоваться этими инструментами. Они упускают важную возможность. Средства моделирования нового поколения очень функциональны и быстро окупаются. Этими возможностями пора воспользоваться компаниям всех размеров.

Об авторе

Вилли Ших (Willy C. Shih) — профессор, преподаватель практики управления в Гарвардской школе бизнеса.