همزادهای دیجیتال هنوز در صنعت لجستیک کاربرد گسترده‎ای پیدا نکرده‎اند، با این حال، بسیاری از فناوری‎های اصلی توانمند سازی همزادها در این صنعت در حال حاضر در دسترس هستند. بخش لجستیک برای ردیابی محموله‎ها و اخیراً به منظور پی‎گیری ماشین آلات و تجهیزات بارگیری از حس‎گرهای گوناگون استفاده می‎کند. امروزه، این صنعت نیز به طور فزاینده‎ای از استراتژی‎های باز API بهره جسته و از سیستم‎های فناوری اطلاعات مبتنی بر پردازش ابری استفاده می‎کند. شرکت‎ها با بهره گیری از روش‎های یادگیری ماشینی و تجزیه و تحلیل پیشرفته، زنجیره‎ی تامین خود را بهینه سازی نموده و با استفاده از اطلاعات عملیاتی و داده‎های به دست آمده از حمل و نقل تاریخی به بینش جدیدی دست می‎یابند. کارشناسان عرصه‎ی لجستیک نیز در حال پیاده سازی اپلیکیشن‎های تقویت شده، ممزوج و مبتنی بر واقعیت مجازی هستند که بتوانند اطلاعات حاصل از انجام وظایفی از قبیل آماده سازی سفارشات و بارگیری وسایل نقلیه را در زمینه‎ی ایجاد همزادهای دیجیتال در محیط‎های مربوطه به کار بگیرند.با این وجود، گرد آوردن همه‎ی این‎ها با سایر فناوری‎ها در قالب یک همزاد دیجیتال کامل نیازمند تلاش فراوانی است که با چالش‎ها و پیچیدگی‎های زیادی مواجه خواهد بود. ماهیت فعالیت‎های لجستیکی، اغلب وابسته به هزینه‎هایی اندک است. از این رو، دلیل تمایل اندک شرکت‎ها در زمینه‎ی انجام سرمایه گذاری‎های لازم در این حوزه را می‎توان فهمید. واضح است که کشف موارد بالقوه‎ی استفاده از همزادهای دیجیتال در صنعت لجستیک در حال حاضر حائز اهمیت است. با کاهش هزینه‎ها و افزایش حس اعتماد به فناوری‎های موجود، ممکن است این طرح تجاری در آینده قانع کننده به نظر برسد. 

3.1 همزادهای دیجیتال در صنعت بسته بندی

اکثریت قریب به اتفاق محصولاتی که از طریق شبکه‎های لجستیکی جا به جا می‎شوند، به شکلی محافظت شده و در کانتینر حرکت می‎کنند. این صنعت مقادیر بسیار زیادی از بسته‎های یک بار مصرف را با ناوگانی از کانتینرهای اختصاصی یا چند منظوره راهی نقاط دور و نزدیک می‎کند. طراحی، نظارت و مدیریت بسته بندی و کانتینرها، چالش‎های بی‎شماری را پیش روی فعالان این حوزه قرار می‎دهد. به عنوان مثال، رشد صنعت تجارت الکترونیک، میزان تقاضا، نوسانات فصلی و تنوع بسته بندی را افزایش داده است. این امر به نوبه‎ی خود، ممکن است منجر به ایجاد ضایعاتی قابل توجه و کاهش بازده عملیاتی گردد. اپلیکیشن همزادهای دیجیتال مواد به ایجاد و توسعه‎ی بسته بندی‎هایی مستحکم‎تر، سبک‎تر و دوستدار محیط زیست کمک می‎کند. سازمان‎ها در تلاش برای بهبود پایداری، در حال اکتشاف و تحقیق در زمینه‎ی به کار بردن طیف وسیعی از مواد جدید، از جمله، پلاستیک‎های تجزیه پذیر و موادی هستند که درصد بالایی از آن‎ها قابل بازیافت باشند. غول صنعت لوازم منزل (IKEA) نیز یک ماده‎ی بیولوژیکی به دست آمده از قارچ را جایگزین فوم‎های پلاستیکی نموده است.

همزادهای دیجیتال مواد، مانند آن چه توسط شرکت Math2Market توسعه یافته‎اند، می‎توانند به شرکت‎ها در درک و پیش بینی عملکرد مواد جدید به کار رفته در صنعت بسته بندی کمک کنند. این همزادهای دیجیتال، رفتار ماده را تحت دما، لرزش و تحمل ضربات ناگهانی در طول حمل و نقل شبیه سازی می‎نمایند. علاوه بر این‎ها، همزادهای دیجیتال به فعالان حوزه‎ی لجستیک کمک می‎کنند تا ناوگان حمل و نقل را به طور موثرتری مدیریت نمایند. بسته‎بندی‎هایی که قابلیت استفاده‎ی مجدد داشته باشند، یکی از استانداردهای صنایع لجستیک گوناگون به شمار می‎روند. این نوع بسته‎بندی‎ها در صنایع لجستیک دریایی، ULD هوایی، محفظه‎هایی با قابلیت استفاده‎ی مجدد برای حمل قطعات خودرو در بین کارخانجات و بسته بندی مواد غذایی و آشامیدنی برای تحویل به خرده فروشی‎ها و فروشگاه‎ها و یا حتی به منازل مصرف کنندگان کارایی دارند.

ردیابی این قبیل بسته بندی‎ها دشوار خواهد بود. یعنی، نه تنها لازم است شرکت‎ها حرکت بسته‎ها را از آخرین مقصدشان به جایی که باید بروند کنترل کنند، بلکه، لازم است میزان آسیب و آلودگی احتمالی را نیز برای بارگیری‎های بعدی در نظر داشته باشند. این قبیل اتفاقات در آینده می‎توانند به کارمندان و دارایی‎های شرکت صدمه زده و خطراتی را در پی داشته باشند. فناوری‎های نوظهور و پیشرفته‎ی عکاسی سه بعدی، مانند آن چه توسط استارتاپ آلمانی Metrilus توسعه یافته است، می‎تواند به سرعت، مدل دقیقی از بسته‎ی مورد نظر را ایجاد نموده و امکان شناسایی مشکلات بالقوه از قبیل ترک‎ها و فرورفتگی‎ها را فراهم می‎کند. این اطلاعات می‎توانند با داده‎های پیشین مرتبط با جا به جایی بسته ترکیب شده و همزاد دیجیتالی ایجاد نمایند که درباره‎ی استفاده‎ی مجدد، تعمیر یا انهدام بسته تصمیم گیری نماید. علاوه بر این، جمع آوری چنین اطلاعاتی از کل ناوگان کانتینرها و بسته‎ها به صاحبان آن‎ها کمک خواهد کرد تا در صورت لزوم در مورد ابعاد و نحوه‎ی توزیع آن‎ها تصمیم گیری نموده و فرآیندهای مشکل آفرین از قبیل وجود برخی نقائص در طراحی بسته یا رفتار خشنی که در مرحله‎ای از زنجیره‎ی تامین اتفاق افتاده را بر طرف نمایند.

3.2 همزادهای دیجیتال در صنعت حمل و نقل

الحاق محتوای بسته بندی به همزاد دیجیتال آن، گامی است که در مرحله‎ی بعد باید برداشته شود. به عنوان مثال، اگر همزاد دیجیتال آیتمی که حمل شده از قبل ایجاد شده باشد، اطلاعات هندسی آن قاعدتاً باید از منبعی به دست آمده باشد که از قبل موجود بوده است. متناوباً، اطلاعات مربوط به اقلام گوناگون می‎توانند در زمان آماده شدن کالا برای حمل و با استفاده از فناوری‎های اسکن سه بعدی که در فصل‎های قبل به آن‎ها پرداخته شده، تولید گردند. ترکیب اطلاعات مربوط به محصول با داده‎های مرتبط با بسته بندی به شرکت‎ها کمک می‎کند تا بازده خود را بهبود بخشند. به عنوان مثال، آن‎ها می‎توانند این کار را از طریق اتوماسیون انتخاب نوع بسته بندی و استراتژی‎های مرتبط با بسته بندی انجام داده و روند استفاده و ایمنی بسته بندی کالاها را بهینه سازی نمایند.

در حال حاضر، روش معمول این  است که محموله‎های حساس و کالاهای ارزشمندی نظیر داروها یا اجزاء الکتریکی ظریف، همراه با حس‎گرهایی حمل شوند که بر دما، طرز قرار گرفتن بسته، ضربه و لرزش نظارت دارند.

آخرین نسخه‎های این حس‎گرها، مانند آن چه توسط شرکت‎های Roambee، Blulog، Kizy و سایرین توسعه یافته‎اند، حس‎گرهایی ترکیبی هستند که با میزبانی واحدهای اطلاعاتی این امکان را فراهم می‎کنند تا در طول روند حمل و نقل، انتقال اطلاعات به صورت مستمر انجام پذیرد.

همزاد دیجیتال در صنعت حمل و نقل به مثابه‎ی مخزن اطلاعاتی عمل می‎کند که توسط حس‎گرهای مذکور جمع آوری می‎گردند. به علاوه، فناوری‎های مربوط به همزادهای دیجیتال می‎توانند این امکان را فراهم کنند که اطلاعات گرد آوری شده به روش‎های جدیدی مورد استفاده قرار گیرند.

به عنوان مثال، مدلی که شامل بسته بندی  عایق حرارتی یا ضد ضربه باشد، می‎تواند اجازه می‎دهد که شرایط داخل محصول از طریق حس‎گرهای خارجی جمع آوری گشته و مورد مطالعه قرار بگیرد.

3.3 همزادهای دیجیتال انبارها و مراکز توزیع

همزادهای دیجیتال می‎توانند بر طراحی، بهره‎برداری و بهینه سازی زیر ساخت‎های لجستیک تاثیر قابل توجهی داشته باشند. این زیر ساخت‎ها عبارتند از: انبارها، مراکز توزیع و تسهیلات دیگری مانند انبارهای عبوری (cross dock).

این همزادهای دیجیتال می‎توانند مدل سه بعدی زیر ساخت مذکور را با اطلاعات به دست آمده از IOT ترکیب نموده و با پلت‎فرم انبار متصل نمایند (تصویر 21). همچنین، می‎توانند فهرست موجودی و اطلاعات عملیاتی و ویژگی‎هایی از قبیل ابعاد، کمیت، موقعیت مکانی و تقاضا را درباره‎ی هر یک از اقلام جمع آوری و بررسی نمایند.

همزادهای دیجیتال انبار می‎توانند از طراحی و پیکر بندی تسهیلات جدید پشتیبانی کرده و این امکان را در اختیار شرکت‎ها قرار دهند تا بهره‎برداری از فضا و شبیه‎سازی جا به جایی محصولات، پرسنل و تجهیزات بارگیری مواد را بهینه سازی کنند.

همزادهای دیجیتال می‎توانند در طول عملیات انبار و با استفاده از اطلاعات به دست آمده از فناوری‎های گوناگونی که امروزه در انبارها دیده می‎شود، به طور مداوم به روز رسانی شوند. این شامل سیستم‎های شمارش موجودی انبار (توسط پهپاد)، وسایل نقلیه‎ی هدایت خودکار، سیستم‎های جمع آوری کالاها و افراد و تجهیزات ذخیره سازی و بازیابی می‎گردد. علاوه بر این‎ها، همزادهای دیجیتال با استفاده از اطلاعات به دست آمده از حس‎گرها، شبیه سازی و فناوری‎های نظارتی به بهینه سازی و بازدهی بیش‎تر سیستم‎های خودکار کمک می‎کنند. این عملیات، نهایتاً موجب کاهش مصرف انرژی و افزایش سطح کارایی سیستم می‎شود. اطلاعات سه بعدی و جامع از تسهیلات موجود می‎تواند در جهت افزایش بهره‎وری کارکنان انبار نیز مورد استفاده قرار گیرد. برای مثال، شرکت‎ها می‎توانند با استفاده از ابزارهای آموزشی مبتنی بر واقعیت مجازی یا سیستم‎های جمع آوری مبتنی بر واقعیت افزوده و با به کار گیری تجهیزات پوشیدنی امروزی (مانند عینک‎های گوگل یا HoloLens مایکروسافت) در جهت افزایش دانش و بهره‎وری کارکنان خود گام بردارند. این همان کاری است که در حال حاضر در زنجیره‎ی تامین DHL انجام می‎گردد.

احتمالاً، سهم انبارها و مراکز مشابه در بهبود مداوم عملکرد، قانع کننده‎ترین استدلال برای به کار گیری همزادهای دیجیتال در این قبیل مراکز است. اطلاعات جامع درباره‎ی جا به جایی اموال، تجهیزات و کارمندان می‎تواند در تشخیص و برطرف کردن ضایعات و اتلاف عملیات انبار موثر باشد. این ضایعات ممکن است در اثر ازدحام در راهروهای شلوغ یا اشتباهات انسانی باشد که بازده کار را پائین می‎آورند. بنابراین، استفاده از همزادهای دیجیتال به مدیران انبارها و مراکز توزیع اجازه می‎دهد تا تاثیرات بالقوه‎ی تغییرات زیربنایی یا معرفی تجهیزات یا فرآیندهای جدید را آزمایش کنند.

در محیط‎هایی نظیر مراکز اجرای تجارت الکترونیک که نیازمند اعمال تغییرات سریع در حجم و ترکیب اموال هستند، همزادهای دیجیتال می‎توانند از بهینه سازی این قبیل عملیات پویا پشتیبانی کنند. به این ترتیب، مکان انبارها، سطوح کارکنان و تخصیص تجهیزات به صورت مداوم می‎توانند با میزان تقاضای فعلی یا پیش بینی شده تطابق یابند.

3.4 همزادهای دیجیتال در زیر ساخت لجستیک

انبارها و مراکز توزیع تنها بخشی از زیر ساخت‎های لجستیک را به خود اختصاص می‎دهند. جریان کالاها از مبداء به هماهنگی عوامل مختلفی از قبیل کشتی‎ها، کامیون‎ها و هواپیماها، سیستم‎های ثبت سفارش و اطلاعات و به ویژه به افراد وابسته است.

چنین محیط پیچیده و مشترک المنافعی در برترین مراکز تدارکاتی جهان مانند، فرودگاه‎های باربری و بنادر کانتینری با وضوح بیش‎تری به چشم می‎آیند. امروزه، با وجود برخی سیستم‎های ناکارآمد تبادل اطلاعات، چالش پیش روی تسهیلات نامبرده وخیم‎تر گشته‎اند. دلیل این امر آن است که بسیاری از مشارکت کنندگان در چنین سیستم‎هایی به فرآیندهای آف‎لاین  متکی بوده و همین موضوع، موجب بروز اشتباه و تاخیر می‎گردد.

در حال حاضر، پروژه‎ای برای استفاده از همزادهای دیجیتال در جهت حل این قبیل مشکلات، در سنگاپور در حال انجام است. سازمان بنادر سنگاپور با کنسرسیومی متشکل از برخی شرکا نظیر، دانشگاه ملی سنگاپور همکاری می‎کند تا همزاد دیجیتالی از مرکز عظیم و جدید حمل و نقل کانتینری کشور را راه اندازی نماید.

یکی از اساتید این دانشگاه به نام پروفسور Lee Hoo Hay رهبری این تحقیقات فنی و مبتکرانه را بر عهده گرفته است (تصویر 25). او باور دارد، با تکیه بر پیشرفت‎های فناوری، نهایتاً روزی فانتزی همزادهای دیجیتال، جامه‎ی عمل بر تن خواهند کرد. «بهینه سازی مبتنی بر شبیه سازی، انقلاب صنعتی چهارم و اینترنت اشیاء مدتی است که پدید آمده‎اند.

با این حال، همزادهای دیجیتال و ارزش‎های ایجاد شده توسط آن، پیشرفت خود را به ظهور هوش مصنوعی و توانایی‎های قابل پیش بینی آن مدیون هستند. در گذشته، ایجاد مدل‎های دیجیتال فضایی کاری هیجان انگیز به شمار می‎آمد. با این حال، اما این قبیل مطالعات تحقیقاتی شکست خورده و تنها جلوه‎ای بصری از یک جسم ایستا را ارائه کردند. اما امروز، تمام اطلاعات به دست آمده از حس‎گرها، نمایش معتبر و برگرفته از عملکرد گذشته و ورودی‎های مربوط به رفتار شئ، با مدل فضایی در ارتباط بوده و با تغییر ورودی، رفتار آتی آن را پیش بینی می‎کند. یعنی، اطلاعات موجود و قابلیت پیش بینی رفتارها دست در دست هم کمک می‎کنند تا مدل فضایی مذکور تجسم یافته و زنده شود.»

رویکرد همزاد دیجیتال در مرحله‎ی طراحی پروژه‎ی سنگاپور نیز مزایایی را در بر دارد. این کنسرسیوم از همزادهای دیجیتال برای سرعت بخشیدن به تولید طرح‎های بالقوه بهره جسته و با استفاده از سیستم‎های شبیه سازی، سناریوهای مختلف را ارزیابی می‎کند.

در نهایت، سازمان بنادر سنگاپور امیدوار است، این همزاد دیجیتال به مدیریت بهینه سازی مراکز و امکانات جدید کمک کند. برای مثال، این همزاد با استفاده از شبیه سازی قادر خواهد بود تا موقعیت مکانی مطلوبی را برای یک کشتی با ابعاد مشخص انتخاب نموده، حساب دارایی‎ها، فضا و پرسنل مورد نیاز برای عملیات بارگیری و نیاز به اشتراک هم زمان منابع مذکور را در بین چندین کشتی محاسبه نماید.

با این که سنگاپور چشم انداز جسورانه‎ای برای استفاده از همزادهای دیجیتال در زیر ساخت‎های عظیم لجستیکی دارد، موفقیت نهایی هر یک از این عملیات مبتکرانه در گرو همت و قابلیت‎های فنی افرادی است که در این زمینه ذینفع هستند. حیات همزاد دیجیتال یک بندر یا یک فرودگاه وابسته به آن است که سازمان‎های مربوطه از امکانات موجود برای اجرا و تعمیر و نگه داری همزادهای دیجیتال اموال و دارایی‎ها و پرسنل خود بهره برده و  اطلاعات مربوطه را به صورت زنده با کاربران به اشتراک بگذارند.

3-5 همزادهای دیجیتال شبکه‎های جهانی لجستیک

در صنعت لجستیک، همزاد دیجیتال در واقع مدلی از کل شبکه‎ی لجستیکی بوده و تنها اموال و دارایی‎های موجود در این صنعت را شامل نمی‎شود. بلکه تمام اقیانوس‎ها، خطوط آهن، جاده‎ها، بزرگراه‎ها، خیابان‎ها و منازل و دفاتر کار مشتریان را نیز در برمی‎گیرد. ایده‎ی چنین همزاد جهان شمولی فعلاً برای صنعت لجستیک در حد یک آرزو است. با این حال، لازم است الگوی کاملی از آن چه صنعت لجستیک در سر دارد را در نظر داشته باشید.

فناوری اطلاعات جغرافیایی (GIS) در حال حاضر به شدت در حال پیشرفت است. این فناوری از پیشرفت‎های انجام شده در عکاسی هوایی و ماهواره‎ای و از تلاش‎های فراوان در جهت نقشه برداری دیجیتال بر روی زمین، توان می‎گیرد. گروه‎های کاربری مختلفی از قبیل دولت‎ها، شرکت‎های خدماتی و ارائه دهندگان سیستم‎های ناوبری از جمله متقاضیان دریافت جزئیات دقیق جغرافیایی هستند. اخیراً، فناوری‎های مربوط به توسعه‎ی وسایل نقلیه‎ی خودران تلاش کرده‎اند تا اطلاعات بسیار دقیقی از جهان را ایجاد و ارائه نمایند. خودروها و کامیون‎های خودران در حال حاضر در مسیرهای عمومی آزمایش می‎شوند. یازده شرکت خودروسازی بزرگ جهان اعلام کرده‎اند که قصد دارند در طول ده سال آینده وسایل نقلیه‎ی خودران را راه اندازی نمایند.

وسایل نقلیه‎ی خودران، دسترسی به اطلاعات جغرافیایی را به دو روش متحول خواهند کرد. آن‎ها نیازمند نقشه‎های بسیار دقیقی هستند تا بتوانند به درستی عمل کنند. در ضمن، خود این وسایل نقلیه نیز به انجام وظایف نقشه برداری مشغول بوده و اطلاعات خود را از دوربین‎های جاسازی شده و از سیستم‎های تشخیص رادیویی و نوری گردآوری نموده و این اطلاعات را به صورت بی‎سیم به اشتراک خواهند گذاشت تا بتوانند پایگاه‎های اطلاعاتی نقشه را به طور مداوم به روز رسانی نموده و بهبود بخشند.

سیستم‎های مدرن فناوری اطلاعات جغرافیایی (GIS) به مراتب پیچیده‎تر از نقشه‎های دیجیتال ایستا یا Static عمل می‎کنند. فناوری‎های مذکور، می‎توانند اطلاعاتی پویا از قبیل اطلاعات مربوط به سرعت و تراکم ترافیک، بسته شدن جاده‎ها و ممنوعیت پارک به دلیل وقوع تصادف یا انجام تعمیرات را نیز در برگیرند. آن‎ها حتی می‎توانند موقعیت زنده‎ی مکانی وسایل نقلیه یا افرادی خاص را نیز در این مجموعه ادغام کنند. فعالان عرصه‎ی لجستیک در حال حاضر از اطلاعات جغرافیایی GIS به شکل گسترده‎ای بهره می‎گیرند. با استفاده از همین فناوری، آن‎ها قادر هستند تا تحویل کالا در مسیرهای جاده‎ای را برنامه ریزی نموده و با در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی، ازدحام و تاخیرهای معمول بنادر، فرودگاه‎ها و گذرگاه‎های مرزی، می‎توانند زمان تحویل را پیش بینی کنند. همزادهای دیجیتال شبکه‎های انتقالی به ارائه دهندگان خدمات لجستیک کمک می‎کنند تا شبکه‎های تدارکاتی خود را بهینه سازی نموده و با استفاده از اطلاعاتی غنی درباره‎ی موقعیت مکانی مشتریان، الگوهای تقاضا و زمان سفر می‎توانند مسیرهای توزیع و موقعیت مکانی نگه داری و ذخیره سازی موجودی را برنامه ریزی کنند.

واضح است که تحقق این آرزوها کار ساده‎ای نبوده و شاید سال‎ها زمان لازم باشد تا به طور کامل به اجرا درآیند. اغلب همزادهای دیجیتال کنونی از جاه‎طلبی به مراتب کم‎تری برخوردار هستند. با این وجود، باز هم کاربران خود را با چالش‎های محاسباتی، کیفیت اطلاعات، نمایش دقیق و راهبری رو به رو کرده‎اند. در این جا لازم است یادآوری کنیم که ماهیت ناهمگن و منفصل صنعت لجستیک با ذات همزادهای دیجیتال مغایرت دارد. هنوز مشخص نیست که این مشکلات چگونه برطرف خواهند شد تا .همزادهای دیجیتال اجازه یابند در این عرصه در مقیاسی جهانی عمل کنند

پیامدهای ناشی از پیاده سازی همزادهای دیجیتال در صنعت لجستیک

فناوری‎های مرتبط با همزاد دیجیتال به صورت بالقوه می‎توانند تمامی صنایع از مهندسی گرفته تا تولید، انرژی و خودروسازی الکتریکی را متحول کنند. با فراگیر شدن همزادهای دیجیتال، تاثیر بهره برداری از آن‎ها در کلیه‎ی مراحل زنجیره‎ی ارزش احساس خواهد شد. اطلاعات دقیق و هم زمان از الگوهای استفاده از محصول و شرایط عملیاتی به تولید کنندگان کمک خواهد کرد تا طرح‎های خود را اصلاح نموده و بهبود بخشند. روند تولید سریع‎تر و انعطاف پذیرتر خواهد شد. اطلاعات مربوط به عملکرد محصول، رویکرد پیشگیرانه‎ای را برای پشتیبانی و نگه داری از محصول ایجاد کرده و به شرکت‎ها اجازه خواهد تا بتوانند به مشتریان خود خدمات جدیدی ارائه داده و یا این که زودتر در روند آسیب محصول و کاهش صدمه به آن مداخله نمایند. با این حال، شرکت‎ها برای دست یابی و بهره برداری از چنین مزایایی باید بتوانند اطلاعات دیجیتال را به عملیات فیزیکی تبدیل نمایند. انجام این امر نیازمند ایجاد تغییراتی اساسی در زنجیره‎ی تامین و سیستم‎های لجستیکی است که کار جریان کالاها، بار و محصولات را مدیریت می‎کنند.

4.1 در مرزهای تولید

اجرای هر چه سریع‎تر و انعطاف پذیرتر عملیات تولید، در حوزه‎های مربوط به جریان مواد، نیازها و تقاضاهای جدیدی را ایجاد می‎کند. حضور همزادهای دیجیتال باعث می‎شود که محصولات بیش‎تری با نیازهای خاص یکایک مشتریان مطابقت یابند. با این حال، نیل به این مقصود با استفاده‎ی بیش‎تر از اجزاء و قطعات متنوع‎تری همراه است که باید مدیریت شوند.بنابراین، این روند با پیچیدگی‎های بی‎شماری همراه خواهد بود.

به این ترتیب، لازم است شرکت‎ها بدون هدر دادن وقت، کاهش بازده حمل و نقل یا هدر دادن سرمایه روش‎های جدیدی برای مدیریت این گونه پیچیدگی‎ها پیدا کنند. انجام چنین کاری مستلزم دقت در انتخاب مکان‎های عرضه و ایجاد رویکردهایی جدید در زمینه‎ی حمل و نقل و مدیریت بار خواهد بود. ائتلاف تامین کنندگان، شرکت‎ها را قادر خواهد ساخت حتی در موارد نیاز به تحویل‎های مکرر و کوچک بودن سفارشات بتوانند میزان بهره‎برداری را افزایش دهند.

همکاری هر چه نزدیک‎تر با تامین کنندگان از اهمیت ویژه‎ای برخوردار است. تولیدکنندگان با به اشتراک گذاشتن سریع‎تر پیش بینی‎های مربوط به تقاضا که بخشی از آن توسط همزاد دیجیتال اطلاع رسانی می‎گردد و با همکاری نزدیک با تامین کنندگان می‎توانند محدودیت‎ها و قابلیت‎های فرآیند تولید را بررسی نموده و انجام این امور را تسهیل کنند. در عین حال، تامین کنندگان با استفاده از رویکردهایی مانند  موجودی اداره شده توسط فروشنده (VMI) می‎توانند انعطاف پذیری و ارزش بیش‎تری را برای مشتریان خود ایجاد نمایند.

4-2 لجستیک در کارخانه

تقاضا برای تولید توانمند شده با همزادهای دیجیتال از جمله نیازهای جدید جریان مواد در کارخانجات است. ممکن است کارخانجات ناچار شوند فرآیندهای خود را با استراتژی‎هایی از قبیل تحویل بلادرنگ مواد به خطوط تولید و دوباره پر کردن کانبان‎ها تطبیق دهند تا بتوانند زمان تولید را کاهش و پیچیدگی محصول را افزایش دهند.

همچنین، لازم است مواد مصرفی و اطلاعات مربوط به مولفه‎ها را با دقت بیش‎تری مدیریت نمایند تا اطمینان یابند که همزادهای دیجیتال محصولات با شماره سریال یا بارکدهای اصلی منطبق هستند.

در برخی موارد، سازگاری عملیات تولید با نیازها و الزامات محصولات مبتنی بر همزاد دیجیتال و مدل‎های کسب و کار نیازمند اتخاذ رویکردهای جدیدی در زمینه‎ی طراحی دفاتر کار و کارخانجات است. برای مثال، ممکن است شرکت‎ها تصمیم بگیرند که تولید انبوه را رها کرده و قطعات مجزایی را تولید کنند. یا انبار کردن مواد و مدیریت سیستم را با الزامات به وجود آمده در اثر پیچیدگی مواد مطابق سازند. فناوری‎های مربوط به همزادهای دیجیتال به شرکت‎ها کمک خواهند کرد تا با یک‎پارچه کردن سیستم پیشرفته‎ی انبار و سیستم‎های مدیریتی یا از طریق به کار گیری فناوری هوش مصنوعی برای کمک به کارکنان و جا به جایی سریع‎تر قطعات، این گونه پیچیدگی‎ها را مدیریت نمایند.

4.2 لجستیک در کارخانه

تقاضا برای تولید توانمند شده با همزادهای دیجیتال از جمله نیازهای جدید جریان مواد در کارخانجات است. ممکن است کارخانجات ناچار شوند فرآیندهای خود را با استراتژی‎هایی از قبیل تحویل بلادرنگ مواد به خطوط تولید و دوباره پر کردن کانبان‎ها تطبیق دهند تا بتوانند زمان تولید را کاهش و پیچیدگی محصول را افزایش دهند.

همچنین، لازم است مواد مصرفی و اطلاعات مربوط به مولفه‎ها را با دقت بیش‎تری مدیریت نمایند تا اطمینان یابند که همزادهای دیجیتال محصولات با شماره سریال یا بارکدهای اصلی منطبق هستند.

در برخی موارد، سازگاری عملیات تولید با نیازها و الزامات محصولات مبتنی بر همزاد دیجیتال و مدل‎های کسب و کار نیازمند اتخاذ رویکردهای جدیدی در زمینه‎ی طراحی دفاتر کار و کارخانجات است. برای مثال، ممکن است شرکت‎ها تصمیم بگیرند که تولید انبوه را رها کرده و قطعات مجزایی را تولید کنند. یا انبار کردن مواد و مدیریت سیستم را با الزامات به وجود آمده در اثر پیچیدگی مواد مطابق سازند. فناوری‎های مربوط به همزادهای دیجیتال به شرکت‎ها کمک خواهند کرد تا با یک‎پارچه کردن سیستم پیشرفته‎ی انبار و سیستم‎های مدیریتی یا از طریق به کار گیری فناوری هوش مصنوعی برای کمک به کارکنان و جا به جایی سریع‎تر قطعات، این گونه پیچیدگی‎ها را مدیریت نمایند.

4-3 لجستیک پس از فروش

همزادهای دیجیتال پتانسیل آن را دارند که روابط میان تولید کنندگان محصول و مشتریان را از نو تعریف کنند. یک تولید کننده‎ی دست اول تجهیزات یا یکی از شرکای بخش  ارائه‎ی خدمات با کمک یک همزاد دیجیتال می‎توانند از اقصا نقاط جهان و در هر کجا که باشد بر محصول نظارت کنند. آن‎ها از این قابلیت در جهت ارائه‎ی خدماتی از قبیل پشتیبانی از راه دور و نگه داری پیشگیرانه بهره خواهند جست تا برای مشتریان‎شان ارزش افزوده ایجاد نمایند.

با این حال، این دسته از خدمات جدید تا اندازه‎ی زیادی به زنجیره‎ی تامین پس از فروش عرضه کننده وابسته هستند. لازم است توجه داشته باشید که یک قطعه‎ی آسیب پذیر تنها در صورتی کاربرد دارد که بتواند در زمان مناسب با قطعه‎ای دیگر جایگزین گردد. یعنی، تامین و توزیع قطعات یدکی یکی از عناصر ضروری مدل عملیاتی بسیاری از سازمان‎ها و شرکت‎ها خواهد شد.

برای ایجاد و انجام عملیات لجستیک پس از فروش با کارایی بالا و افزایش توان پشتیبانی، لازم است شرکت‎ها درباره‎ی موقعیت مکانی مشتریان و محصولات مصرفی آن‎ها و روش استفاده از این محصولات آگاهی و بینش دقیقی داشته باشند. همچنین، لازم است سازمان‎ها به طور مداوم و پیوسته موقعیت و توزیع موجودی قطعات یدکی را بررسی کنند تا بتوانند تعهدات زمانی خود را در قبال مشتریان به انجام رسانند.

به علاوه، لازم است شرکت‎ها جریان توزیع قطعات را با سایر عناصر پس از فروش و عملیات خدماتی به دقت مرتبط سازند. شاید لازم باشد که آن‎ها تحویل قطعات را با حضور کارشناسان فنی حاضر در سایت مطابقت داده و یا از شبکه‎های نمایندگی و توزیع خود برای ارائه‎ی خدمات پس از فروش بیش‎تر استفاده کنند.

زنجیره‎ی تامین پس از فروش باید محصولات را در پایان چرخه‎ی حیات‎شان مدیریت کنند. این مدیریت ممکن است شامل قطعاتی فرسوده یا آسیب دیده شود که در طول عملیات خدماتی از محصول خارج شده و یا محصولات کاملی که کاربران اولیه دیگر به آن‎ها نیازی ندارند. همزادهای دیجیتال می‎توانند به سازمان‎ها کمک کنند تا با شناسایی دقیق نوع و محتوای تجهیزات، ارزش بالقوه‎ی پایان چرخه‎ی عمر تجهیزات مذکور را به حداکثر برسانند. ایجاد چنین ارزشی احتمالاً مستلزم فرآیندهای لجستیکی معکوس و پیچیده، ادغام آن با تولید مجدد و سیستم‎های بازیافت و مدیریت ضایعات خواهد بود.

4.4 هماهنگی زنجیره‎ی تامین

همزادهای دیجیتال با ارائه‎ی چشم اندازی کامل‎تر از عملکرد محصولات در طی چرخه‎ی عمرشان برای شرکت‎ها این امکان را فراهم می‎کنند که بتوانند برای مدیریت محصولات مذکور، رویکردی جامع‎تر اتخاذ نمایند. به حداکثر رساندن ارزش عمر محصول و خدمات مرتبط با آن نیازمند وجود رویکرد جامع مشابهی در زنجیره‎ی تامین است.

مخصوصاً شرکت‎ها باید برای متعادل کردن هزینه‎ها، دسترسی و زمان احتمالی انجام امور، روش‎های هوشمندانه‎تری را در شبکه‎های خود به کار گیرند. به این ترتیب، زنجیره‎ی تامین از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و سازمان‎ها و شرکت‎ها از موقعیت مکانی و در دسترس بودن قطعات و مواد موجود در انبار، در دست تامین کننده، در کانال‎های  فروش و در دست شرکای توزیع کننده اطلاع خواهند داشت.

با حضور تامین کنندگان و تولید کنندگان، خطوط لجستیکی و مکان انبارها که برای پشتیبانی از خدمات سطح بالا و اطمینان از برآورده کردن نیازهای مشتری و پاسخ‎گویی به موقع و انجام تعهدات فعالیت می‎کنند، راه اندازی بهینه‎ی زنجیره‎ی تامین نیز ضروری خواهد بود.

در نهایت، زنجیره‎های عرضه باید منعطف بوده و در صورت بروز اختلال، توانایی حفظ و ارائه‎ی خدمات در سطوح مختلف را داشته باشند و بتوانند نسبت به تغییرات تقاضا پاسخ‎گو بوده و پس از بروز هر مشکلی به سرعت بهبود یابند.

نتیجه‎گیری و دورنما

امروزه، همزادهای دیجیتال در حال رسیدن به بلوغ هستند. مدل‎های دیجیتالی که زمانی ایستا بودند حالا می‎توانند با بهره گیری از پیشرفت‎های ایجاد شده در اینترنت اشیاء، کلان داده‎ها، پردازش ابری، رابط‎های برنامه نویسی کاربردی (APIs)، هوش مصنوعی و واقعیت مجازی، بلادرنگ در خدمت بشر باشند و به ما کمک کنند تا شرایط آتی، وضعیت فیزیکی اشیاء و حتی وقایع جهان پیرامون خود را پیش بینی نمائیم.

گرچه، منابع محاسباتی، نمایش دقیق، هزینه‎های کلی، کیفیت اطلاعات، راهبری و فرهنگ سازمانی، هنوز هم با محدودیت‎ها و چالش‎هایی دست به گریبان است، با این حال، صنایع گوناگون در تلاش هستند تا بر موانع موجود فائق آیند. مزایای استفاده از همزادهای دیجیتال موجب بهبود نتایج و توانمند ساختن مدل‎های کسب و کار خواهد شد.

امروزه، صنایع مهندسی، تولید، انرژی و اتوماسیون در حال پیدا کردن راهی برای استفاده از همزادهای دیجیتال هستند تا از این طریق بتوانند دارایی‎های حیاتی خود را به همراه بخش‎های بهداشت و مراقبت‎های پزشکی، عمومی و حتی خرده فروشی‎ها  مدیریت کنند. با توجه به میزان قابلیت دسترسی به فناوری‎های مورد نیاز، بخش لجستیک تازه در آغاز مسیر همزادهای دیجیتال قرار داشته و نمونه‎های اولیه‎ی نخستین امکانات و مراکز لجستیکی زنجیره‎ی تامین که از همزادهای دیجیتال استفاده می‎کنند به تازگی در حال ظهور هستند.

شاید برای کارشناسان حوزه‎ی لجستیک، مهم‎تر این باشد که به جای تمرکز بر استفاده‎ی هر چه سریع‎تر از همزادهای دیجیتال برای هماهنگ سازی عملیات زنجیره‎ی تامین، اموال و امکانات، به چگونگی تحول و تکامل زنجیره‎ی تامین توجه کنند.

با توجه به این که همزادهای دیجیتال به بخش اصلی محصول، دارایی و زیرساخت تبدیل می‎شوند، زنجیره‎ی تامین سازمان‎ها و شرکت‎ها چگونه باید تکامل یابد؟

از آن جا که همزادهای دیجیتال وضعیت کنونی و آتی یک شئ ( از سطح ماده گرفته تا یک زیرساخت اساسی) را با وضوح بیش‎تری به تصویر کشیده و بینش عمیق‎تری ایجاد می‎کنند، استقرار شئ مذکور در محل مورد نظر می‎تواند با تصمیمات پیشگیرانه‎تری توام باشد.

همکاری هر چه بهتر همزادهای دیجیتال و همتایان فیزیکی آن‎ها به شدت نیازمند کارشناسان عرصه‎ی لجستیک است تا تلاش کنند که امور مربوط به پاسخ‎گویی، کیفیت خدمات، قابلیت دسترسی و دقت در تحویل را بهبود بخشیده و اطمینان حاصل کنند که عملکرد و طراحی شئ مذکور در هماهنگی کامل است.

با توجه به آن چه در این گزارش ذکر شد، شما چگونه می‎توانید همزادهای دیجیتال را در سازمان خود به کار برید؟ با ورود همزادهای دیجیتال، تکامل زنجیره‎ی تامین خود را چگونه می‎یابید؟

در شرکت DHL ما باور داریم که همزادهای دیجیتال در حال سپری کردن دوران کودکی خود هستند. یعنی، حالا زمان کشف و آشنایی با چالش‎ها و فرصت‎هایی است که ممکن است با پذیرفتن همزادهای دیجیتال در پیش رو داشته باشیم. ما در انتظار دریافت نظرات و دیدگاه‎های شما هستیم و در زمینه‎ی مشارکت و همکاری در حوزه‎ی همزادهای دیجیتال مقدم شما را گرامی می‎داریم.

https://www.dpdhl.com/en/media-relations/press-releases/2019/dhl-trend-report-implementation-digital-twins-significantly-improve-logistics-operations.html

همزادهای دیجیتال در صنایع مختلف

همزادهای دیجیتال توانایی ارائه‎ی هر جسم فیزیکی، از مواد نانو گرفته تا کل کلان شهرها را دارند. حتی در برخی موارد، بشر و رفتارهای او هم توسط همزادهای دیجیتال بازسازی شده است. در حال حاضر، سازمان‎ها در بخش‎های مختلف عملیاتی خود مشغول توسعه، آزمایش و بهره برداری از همزادهای دیجیتال هستند. در ادامه با ذکر نمونه‎های به شرح عملکرد همزادهای دیجیتال و نقش آن‎ها در ارائه‎ی راه‎کارهای بالقوه برای طیف گسترده‎ای از چالش‎های تجاری خواهیم پرداخت و چگونگی ایجاد منابع گوناگون ارزش توسط این فناوری را نشان خواهیم داد.

2-1 همزادهای دیجیتال در تولید

عملیات تولید از جمله محدوده‎هایی است که توسعه‎ی همزادهای دیجتال بر آن تمرکز دارد. بخشی از این امر به دلیل آن است که کارخانجات، محیط‎هایی مملو از اطلاعات بوده و هسته‎ی مرکزی کسب و کار تولید دارایی‎های فیزیکی را ساماندهی می‎کنند. واضح است که سازمان‎ها در خطوط تولید خود از سیستم‎های رباتیک و خودکار استفاده نموده و بسیاری از این کارخانجات با فناوری‎های مرتبط با اینترنت اشیاء منطبق بوده و از اطلاعات دیجیتال در جهت بهینه سازی عملکرد تولید بهره می‎جویند. در روند تولید با بهره‎وری بالا ارزش بسیار زیادی در خطر است. حتی پیشرفت‎های کوچک در زمینه‎های توان عملیاتی، کیفیت یا قابل اطمینان بودن تجهیزات ممکن است میلیون‎ها دلار ارزش داشته باشد. یکی از شرکت‎های تولید کننده‎ی وسایل نقلیه‎ی کشاورزی، صنعتی و بازرگانی، CNH Industrial است که در کارخانجات خود که در Suzzara (ایتالیا) قرار داشته و به تولید ون‎های Iveco مشغولند، از همزادهای دیجتال به منظور بهبود روند تعمیر و نگه داری بهره جسته است. این سازمان در یک پروژه‎ی آزمایشی برای بهبود قابلیت اطمینان دستگاه‎های جوش رباتی در خط تولید شاسی وسایل نقلیه‎ی خود با یک شرکت مشاوره (Fair Dynamics) و یک شرکت ارائه دهنده‎ی نرم افزار (AnyLogic) همکاری دارد (تصویر 8).

با این که این پروژه تا حدی جنبه‎ی نمایشی داشت، شرکت CNH امیدوار بود که بتواند چالش‎های جدی پیش روی آنان را از میان بردارد. ربات‎های جوشکاری این شرکت به یک هادی انعطاف پذیر از جنس مس به نام بسته‎ی لاملار متکی بود که جریان الکتریکی را به سر ابزار جوش منتقل می‎کرد. اما موضوع این بود که این بسته‎ها دوام محدودی داشته و خوردگی انباشته شده در آن‎ها موجب ذوب و تخریب محصول و آسیب به ربات می‎شد. این شرکت به منظور ارائه‎ی بهترین روش تعمیر و نگه داری این اجزای حیاتی مدل همزاد دیجیتال این خط را ایجاد نمود. این مدل شامل انواع گوناگونی از شاسی‎ها و تجهیزات جوش مربوط به آن و ایستگاه‎های جوش و ربات‎های مجزایی است که در هر یک از این ایستگاه‎ها و در طول خط تولید قرار دارند. اطلاعات این مدل توسط سیستم‎های برنامه ریزی تولید کارخانه تامین گشته و بسته به شرایط، حس‎گرهای نصب شده برای هر ربات را بررسی می‎کنند. این همزاد دیجیتال با کمک شبیه سازی و یادگیری ماشینی احتمال تخریب اجزاء را پیش بینی می‎کند. این سیستم به سازمان اجازه می‎دهد تا کلیه‎ی احتمالات موجود در عملیات و فرآیندهای تعمیر و نگه داری را در نظر گرفته و هزینه‎ی تعمیرات و قطعات یدکی را در شرایط برنامه ریزی شده یا دور از انتظار به حداقل برسانند.

یکی از شرکت‎های وابسته به جنرال الکتریک، Baker Hughes است که برخی تجهیزات صنعت نفت و گاز را تولید می‎کند. این شرکت از فناوری‎های شرکت مادر برای ساخت یک همزاد دیجیتال جامع از کارخانه‎ی خود واقع در Minden، ایالت نوادا در ایالات متحده بهره جسته است. این مدل شامل اطلاعاتی از هزاران دستگاه و فرآیندهای موجود و اطلاعات مربوط به قطعاتی است که از تامین کنندگان تحویل گرفته می‎شوند. این همزاد دیجیتال با ارائه‎ی چشم اندازی جامع و زنده از عملکرد کارخانه به مدیران و کارکنان آن کمک می‎کند تا با فرصت‎های بهبود عملکرد آشنا شده و نسبت به مشکلات احتمالی واکنش سریعی داشته باشند. شرکت Baker Hughes ادعا می‎کند که این رویکرد به آن‎ها کمک کرده تا روند تحویل به موقع محصولات را بهبود بخشند. این شرکت در نظر دارد که با گذشت زمان و با استفاده از همزاد دیجیتال روند بهینه سازی را ادامه داده و نرخ جریان مواد در کارخانه را تا دو برابر افزایش دهد.

2-2همزادهای دیجیتال در علم مواد

عملکرد محصولات فیزیکی به ویژگی‎های مواد وابسته است. پیشرفت‎های انجام شده در علم مواد از بسیاری فناوری‎های کاربردی امروزی حمایت می‎کنند. مواد قدرتمند و سبک به کار رفته در خودروها، قطارها و هواپیماها به کاهش مصرف سوخت کمک می‎کنند. یاتاقان‎های با دوام از پردازش و فرمول‎های دقیق آلیاژهای استیل بهره می‎برند. اما تعیین ویژگی‎های دقیق میزان خاصی از مواد کار بسیار دشواری است. در برخی موارد، انجام آزمایش مخرب بوده یا نیازمند نمونه‎های خاصی است که از قبل آماده شده باشند. به همین دلیل، مشکل می‎توان واکنش‎های موجود در قطعات واقعی را در محیط تولید بررسی کرد. احتمالاً همزادهای دیجتال می‎توانند برای این چالش راه‎کار مناسبی ارائه دهند. شرکت نرم افزاری آلمانی Math2Market، یک نرم افزار تخصصی ارائه داده که انواع قابل توجهی از خواص مواد را شبیه سازی می‎کند. نرم افزار GeoDict این شرکت از موادی مانند پارچه‎ها، فوم‎ها، سرامیک‎ها و کامپوزیت‎هایی که دارای ساختار پیچیده‎ای هستند الگو برداری می‎کند (تصویر 9). این نرم افزار با استفاده از روش‎های پردازش تصویری که از هوش مصنوعی بهره می‎گیرند، قادر است با کمک اسکنر مقطع نگار رایانه‎ای (CAT)، میکروسکوپ الکترونی و منابع تصویری مشابه، جزئیات هندسی داخلی این مواد را دریافت نماید. این نرم افزار با بهره گیری از همزاد دیجیتال مواد مذکور به اهداف گوناگونی از جمله تجزیه و تحلیل قدرت و سختی مواد گرفته تا مطالعات مربوط به دینامیک سیالات دست می‎یابد. مطالعات دینامیک سیالات در واقع جریان مایعات و گازها را از میان فیلترها بررسی می‎کند. مشتریان صنعت نفت و گاز نیز از این رویکرد برای الگو سازی جریان سیالات از میان سنگ‎های متخلخل مخازن زیرزمینی استفاده می‎کنند.

در عین حال، صنعت حمل و نقل هوایی در تلاشی مداوم برای ساخت هواپیماهایی هر چه سبک‎تر و کارآمدتر است که از سوخت کم‎تری نیز استفاده نمایند. به این ترتیب، به مواد جدیدی نیازمند است. تصویر 10 روش ساخت کامپوزیت در هم تنیده‎ی فیبر کربن بدنه‎ی هواپیمای مسافربری بوئینگ 787 را نشان می‎دهد. شبیه سازی گسترده‎ی دیجیتال و بهینه سازی ترکیب مواد برای دستیابی به وزن و استحکام مورد نیاز یکی از ضروریات صنعت حمل و نقل هوایی تجاری است. 

2.3 همزادهای دیجیتال در محصولات صنعتی

علاوه بر تولید، محصولات صنعتی نیز در زمره‎ی برنامه‎های کاربردی محبوب (killer app) همزادهای دیجیتال به شمار می‎آیند. این امر عمدتاً به دلیل آن است که سازمان‎های تولید کننده‎ی محصولات صنعتی اغلب از استراتژی‎های تحول قابلیت‎ها و خدماتی شدن تبعیت می‎کنند که انجام این امر مستلزم تخمین زمان به کار (uptime) محصول است. همزادهای دیجیتال به این سازمان‎ها اجازه می‎دهند تا پس از دستیابی مشتری به محصول بر آن نظارت داشته باشند و به این ترتیب از خدماتی شدن پشتیبانی می‎کنند. همزادهای دیجیتال استراتژی‎های عیب یابی و تعمیر و نگه داری کارآمد و از راه دور را ممکن می‎سازند.

حتی ممکن است مشتریان تمایل داشته باشند تا در ازای اطلاعات و ادراکات تولید شده به وسیله‎ی همزاد دیجیتال تولید کننده در برخی اپلیکیشن‎ها بهای لازم را پرداخت نمایند.

امروزه، عمده‎ی تولید کنندگان موتورهای هواپیماها از جمله شرکت‎های Rolls-Royce، GE و Pratt & Whitney در زمره‎ی پیشرفته‎ترین کاربران فناوری‎های مرتبط با همزادهای دیجیتال به شمار می‎آیند. این شرکت‎ها در تولید و توسعه‎ی محصولات جدید و برای نظارت و پشتیبانی از موتورهای فعال در هواپیماهای مشتریان، از همزادهای دیجیتال بهره می‎جویند.

علاوه بر این‎ها، همزادهای دیجیتال در روی زمین هم کاربرد دارند. برای مثال، یکی از تولید کنندگان سیستم‎های هوای فشرده در هلند (Kaeser Compressoren) با همکاری شرکت SAP در حال توسعه‎ی یک همزاد دیجیتال است که بتواند کل فروش و چرخه‎ی حیات محصول را پشتیبانی نماید. این سیستم به عنوان مخزنی از اطلاعات و اسناد تولید شده در طول فرآیندی مشخص و در جهت نصب و راه‎اندازی سیستم عمل نموده و پلت‎فرم مربوطه امکان نظارت و پیش بینی مسائل مربوط به تعمیر و نگه داری را محقق می‎کند.

2.4 همزادهای دیجیتال در علوم زیستی و مراقبت‎های بهداشتی

محققان و پزشکان سر تا سر حوزه‎ی مراقبت‎های بهداشتی نیز مانند سایر دانشمندان در حال بررسی توان بالقوه‎ی همزادهای دیجیتال هستند. بخش عمده‎ی این تحقیقات بر جنبه‎های الگو سازی از بدن انسان متمرکز است. چنین الگوهایی علاوه بر کاهش نیاز به انجام آزمایش‎های تهاجمی بر روی بدن انسان، در زمینه‎ی درک هر چه جزئی‎تر ساختار یا رفتار آن به پزشکان کمک می‎کنند. همزادهای دیجیتال تکرار امن جراحی‎های پیچیده را نیز امکان پذیر می‎کنند. به علاوه، آن‎ها می‎توانند این امکان را فراهم کنند که درمان‎های جدید به صورت درون رایانه‎ای (in silico) ارزیابی گشته و به این ترتیب، داروهای مربوطه با سرعت بیشتری توسعه یابند.انجام برسد، پاداش قابل توجهی در انتظارش خواهد بود.

این سیستم رفتار مکانیکی و الکترونیکی قلب را شبیه سازی نموده و با استفاده از روش‎های یادگیری ماشینی و بر اساس تصویر برداری پزشکی و اطلاعات الکتروکاردیوگرام، مدل‎هایی منحصر به فرد از قلب بیمارانی خاص را ایجاد نموده است. تیم Siemens در پایان یک دوره‎ی مطالعاتی 6 ساله قرار دارد که در طی آن همزادهای دیجیتال 100 بیمار قلبی تحت درمان را ایجاد نموده است. در این مرحله، این تیم پیش بینی‎های انجام شده توسط مدل‎ها و نتایج حاصله بر روی بیماران را با یکدیگر مقایسه می‎کند. اما در نهایت، این آزمایشات آتی هستند که نقش همزادهای دیجیتال را در روند تشخیص و درمان بیماری‎ها مشخص می‎کنند. شرکت ساخت تجهیزات پزشکی Philips در حال انجام پروژه‎ای است که طی آن قصد دارد، همزاد دیجیتال قلب را ایجاد نماید.

در ضمن، این شرکت به دنبال ایجاد شمار دیگری از اپلیکیشن‎های فرعی همزاد دیجیتال نیز هست. به عنوان مثال، شرکت مذکور در بخش توسعه‎ی محصول با استفاده از الگو برداری و شبیه سازی، نمونه‎های مجازی را آزمایش نموده و با بهره گیری از روش‎های هوش مصنوعی، پشتیبانی از راه دور تجهیزات پیچیده‎ای از قبیل CT اسکنرها را تسهیل می‎کند (تصویر 13). یک اسکنر در عمل می‎تواند روزانه هشت‎صدهزار پیام ورودی را ایجاد نماید. شرکت Philips اطلاعات به دست آمده از مشتریان را بارگذاری نموده و آن‎ها را به منظور بررسی علائم هشدار دهنده‎ی زود هنگام در دستگاه‎های خود تجزیه و تحلیل می‎کند.

بیمارستان‎ها و سایر مراکز مشابه درمانی و فعال در امر مراقبت‎های بهداشتی نیز برای بهبود بهره‎وری و اثر بخشی از همزادهای دیجیتال استفاده می‎کنند. برای مثال، بیمارستان‎های خصوصی Mater واقع در دوبلین ایرلند با کمک یکی از تیم‎های شرکت Siemens در بخش رادیولوژی خود یک همزاد دیجیتال ایجاد کرده‎اند. این گروه برای الگو سازی گردش کار کارکنان و بیماران این بخش از اطلاعات عملیاتی بیمارستان بهره جسته و سپس با انجام تحلیل‎هایی تاثیر اصلاحات و تغییرات طبیعی و حجم تقاضا را آزمایش کرده‎اند.

از این رو، شرکت GE Healthcare ادعا می‎کند، فناوری همزاد دیجیتال ساخته شده در یکی از بیمارستان‎های وابسته به آن (Hospital of the Future Analytics Platform) برای نخستین بار،  امکان شبیه سازی کل گردش کار بیمارستان را محقق می‎کند. برخی از گروه‎های فعال در علوم زیستی از این هم جاه‎طلبانه‎تر رفتار می‎کنند. یک کنسرسیوم بسیار بزرگ متشکل از 118 شرکت و موسسات علمی از سر تا سر جهان به نام DigiTwins initiative ایجاد یک همزاد دیجیتال برای هر یک از شهروندان اروپایی را به عنوان هدف خود تعیین نموده است. این پروژه در نظر دارد با توسعه‎ی فناوری‎های جدید شبیه سازی، سیستم‎های انفورماتیک پزشکی و منابع اطلاعاتی توانایی تشخیص بیماری‎ها و انتخاب روش درمان مناسب توسط پزشکان را به نحو چشمگیری بهبود بخشد. اگر این پروژه با موفقیت به انجام برسد، پاداش قابل توجهی در انتظارش خواهد بود.

از این رو، شرکت GE Healthcare ادعا می‎کند، فناوری همزاد دیجیتال ساخته شده در یکی از بیمارستان‎های وابسته به آن (Hospital of the Future Analytics Platform) برای نخستین بار،  امکان شبیه سازی کل گردش کار بیمارستان را محقق می‎کند. برخی از گروه‎های فعال در علوم زیستی از این هم جاه‎طلبانه‎تر رفتار می‎کنند. یک کنسرسیوم بسیار بزرگ متشکل از 118 شرکت و موسسات علمی از سر تا سر جهان به نام DigiTwins initiative ایجاد یک همزاد دیجیتال برای هر یک از شهروندان اروپایی را به عنوان هدف خود تعیین نموده است. این پروژه در نظر دارد با توسعه‎ی فناوری‎های جدید شبیه سازی، سیستم‎های انفورماتیک پزشکی و منابع اطلاعاتی توانایی تشخیص بیماری‎ها و انتخاب روش درمان مناسب توسط پزشکان را به نحو چشمگیری بهبود بخشد. اگر این پروژه با موفقیت به انجام برسد، پاداش قابل توجهی در انتظارش خواهد بود. بنیانگذاران پروژه‎ی مذکور اشاره می‎کنند که عدم توانایی در تشخیص صحیح تاثیرات و اثرات جانبی داروها بر روی بیماران، برای سیستم بهداشت و درمان اروپا، سالیانه هزینه‎ای بالغ بر 280 میلیارد یورو، یعنی 20 درصد از کل بودجه را در بر دارد.

2.5 همزادهای دیجیتال در زیرساخت‎ها و طرح‎های شهری

بزرگ‎ترین همزادهای دیجیتال امروزی، با در نظر گرفتن ابعاد فیزیکی اجسامی که ارائه می‎دهند، نسخه‎ی جایگزین زیر ساخت‎های فیزیکی از قبیل شبکه‎های انرژی، حمل و نقل و محیط‎های شهری هستند. شرکت انگلیسی تولید کننده‎ی تجهیزات خط آهن (Alstom) به منظور تسهیل مدیریت عملیات تعمیر و نگه داری قطار خود در خط اصلی ساحل غربی، یک همزاد دیجیتال ایجاد نموده است (تصویر 14). خط ارتباطی لندن به گلاسکو و ادینبرگ، این شهرها را از طریق شهرهای بزرگ ناحیه‎ی شمال غربی و مناطق مرکزی انگلستان به یکدیگر متصل نموده و یکی از شلوغ‎ترین مسیرهای راه آهن بریتانیا محسوب می‎گردد. بنابراین، اطمینان از عملکرد صحیح و در دسترس بودن ناوگانی متشکل از 56 قطار پندولینو، چالشی مستمر است.

همزاد دیجیتال شرکت Alstom شامل جزئیات کلیه‎ی قطارهای موجود در این ناوگان و جدول زمان بندی عملیاتی و برنامه‎ی تعمیر و نگه داری آن‎ها است. علاوه بر این‎ها، این همزاد دیجیتال ظرفیت 5 انبار مربوط به تعمیر و نگه داری شرکت مذکور را شبیه سازی می‎کند. این مدل در محیط شبیه سازی شده‎ی AnyLogic  به اجرا درآمده و با استفاده از یک الگوریتم جستجوی اکتشافی، اطلاعات زنده‎ی مربوط به موقعیت مکانی قطار و حرکت برنامه ریزی شده‎ی آن را به دست آورده و قادر است برنامه‎های تعمیر و نگه داری را به طور مداوم با تعمیرات فوری قطعات همسو نماید. افرادی که پروژه‎های تعمیر و نگه داری را برنامه ریزی می‎کنند، از این سیستم به منظور تجزیه و تحلیل حساسیت شرایط موجود استفاده نموده و تاثیر تغییرات اعمال شده در استراتژی‎های تعمیر و نگه داری و جدول زمان بندی قطارها را بررسی می‎کنند.

شرکت Fingrid، اپراتور سیستم انتقال برق کشور فنلاند است. این شرکت با شرکت‎های IBM، Siemens و سایر شرکای خود همکاری نموده و به ایجاد همزاد دیجیتال شبکه‎ی انرژی فنلاند مبادرت ورزیده است. سیستم اطلاعات الکتریکی Verkko که به اختصار ELVIS نامیده می‎شود، هشت سیستم گوناگون را در یک اپلیکیشن واحد ترکیب نموده و مدلی استوار، جامع و به روز شده از شبکه‎ی خود را برای Fingrid ایجاد نموده است. این همزاد دیجیتال در شبکه‎ای از عملیات روزانه مورد استفاده قرار گرفته و به کارمندان کمک می‎کند تا جریان برق را مدیریت نموده و تنظیمات حفاظتی را به کار برند. به این ترتیب، بدون سربار کردن ترانسفورماتورها یا خطوط انتقال می‎توانند میزان تقاضا را برآورده کنند. به علاوه، همزاد دیجیتال مذکور به منظور ارائه‎ی امکان شبیه سازی تاثیر احتمالی تغییرات اعمال شده بر پیکر بندی شبکه و یا سرمایه گذاری بر روی دارایی‎های به روز رسانی شده، از فعالیت‎های مربوط به برنامه ریزی و طراحی حمایت می‎کند.

2-6 همزادهای دیجیتال در بخش انرژی

تولید انرژی، خواه از طریق سوخت‎های فسیلی و خواه با استفاده از مواد تجدید پذیر از سرمایه‎هایی بزرگ، پیچیده و اغلب در مکان‎های دور افتاده تامین می‎گردد. چنین مشخصاتی روند اکتشاف و انطباق همزادهای دیجیتال را به سمت بهینه سازی قابلیت اطمینان و ایمنی هر چه بیش‎تر هدایت نموده و در عین حال، هزینه‎های عملیات را تحت کنترل نگه می‎دارند.

برای مثال، در بخش دریایی نفت و گاز، شرکت Aker BP در پروژه‎ی Ivar Aasen خود در ساحل نروژ، از فناوری تحلیلی Siemens بهره جسته است (تصویر 17). این پروژه نیاز به نیروی کار انسانی در پلت‎فرم را کاهش داده و برنامه‎های مربوط به تعمیر و نگه داری تجهیزات را بهینه سازی می‎کند. موفقیت این پروژه در گرو توافقی استراتژیک ما بین دو کمپانی مذکور است. طی این توافق، شرکت‎های Aker BP و Siemens خودکارسازی چرخه‎ی حیات دیجیتال و عملکرد راه‎کارهای تحلیلی را برای کلیه‎ی سرمایه‎های فیزیکی آتی موجود در این حوزه توسعه خواهند داد.

در جایی دیگر، واقع در اقیانوس شمالی، شرکت Royal Dutch Shell مشغول انجام یک پروژه‎ی دو ساله است است که طی آن همزاد دیجیتال یک پلت‎فرم استخراج دریایی را توسعه خواهد داد (تصویر 18). این سازمان طی پروژه‎ی صنعتی مشترک مذکور با شرکت شبیه سازی Akselos و شرکت مشاوره‎ی مهندسی R&D و شرکت مهندسی LIC Engineering همکاری می‎کند تا برای مدیریت یک‎پارچه سازی ساختاری دارایی‎های دریایی، رویکردهای جدیدی پیاده نماید. این پروژه‎ی آزمایشی شامل توسعه‎ی مدل ساختاری پلت‎فرم است که از اطلاعات به دست آمده از حس‎گرها استفاده خواهد کرد تا بر سلامت پلت‎فرم نظارت نموده و موقعیت آتی آن را پیش بینی نماید.

در عین حال، در بخش انرژی بادی نیز همزادهای دیجیتال به شرکت‎ها کمک می‎کنند تا توربین‎های بزرگ‎تر خود را مدیریت نموده و بر قابلیت اطمینان آن‎ها بیافزایند. در ضمن، این کار با هدف کاهش هزینه‎ها نیز انجام می‎پذیرد. برای مثال، شرکت مهندسین مشاور DNV GL Group یک بسته‎ی همزاد دیجیتال را توسعه داده که شامل مدل‎های فیزیکی است که بر یکپارچگی ساختاری نظارت داشته و فرسایش توربین‎ها و اجزای آن را در ادامه‎ی چرخه‎ی عمرشان پیش بینی می‎کند. شرکت GE نیز در حال بررسی پتانسیل همزادهای دیجیتال در حوزه‎ی توربین‎های بادی خویش است. این شرکت طی یک پروژه‎ی آزمایشی از روی اجزای اصلی توربین بادی خود یک مدل حرارتی ساخته که به مهندسین اجازه می‎دهد تا حس‎گرهایی مجازی ایجاد نمایند و بر اساس اطلاعات به دست آمده از حس‎گرهای فیزیکی نصب شده در آن نزدیکی، دمای قطعات و اجزای دور از دسترس را تخمین بزنند.

2-7 همزادهای دیجیتال در تجارت الکترونیک و خرده فروشی

از طرف دیگر، محصولات مصرفی مجموعه‎ای متفاوت از فرصت‎ها و چالش‎ها را برای فناوری‎های مرتبط با همزاد دیجیتال در بر دارند. بازارهای مصرفی به جای دارایی‎های بزرگ و اندک و پیچیده، با میلیون‎ها جسم به مراتب ساده‎تر در ارتباط هستند. بنابراین، بازیگران این عرصه بر مسائل متفاوتی تمرکز داشته و به دنبال توسعه‎ی همزادهایی هستند که جریان محصول را در زنجیره‎ی تامین دنبال نموده و یا سیستم‎هایی را ایجاد کنند که بتوانند با استفاده از اطلاعات به دست آمده از تعداد بی‎شماری مدل‎های نسبتاً ساده، ادراکات ارزشمندی کسب کنند.

شرکت Dassault Systèmes یکی از تولید کنندگان مدل‎های سه بعدی و فناوری‎های همزاد دیجیتال است که با شرکت خرده فروشی فناوری Store Electronic Systems در زمینه‎ی توسعه‎ی همزادهای دیجیتال فروشگاه‎های این حوزه همکاری می‎کند. در این سیستم، با استفاده از اطلاعات حاصله از برچسب‎های الکترونیکی، یک مدل سه بعدی و مجازی از فروشگاه و محتویات آن ارائه می‎شود. اموال فروشگاه و سیستم فروش دارای لینک‎هایی هستند که قادر است مدل را بلادرنگ به روز رسانی نموده و اقلام موجود در قفسه‎ها و تعداد آن‎ها را انعکاس دهد. به گفته‎ی شرکت Dassault، این رویکرد دارای مصارف بالقوه‎ی فراوانی است که از آن میان می‎توان به اپلیکیشن‎هایی اشاره کرد که خریداران را به سمت اقلام دلخواه‎شان هدایت می‎کند. به علاوه، این راه‎کار می‎تواند در زمینه‎ی نظارت بر موجودی انبار موثر بوده و طرح‎های تجاری مرتبط را بهبود بخشد.

در عین حال، شرکت‎ها با کمک اپلیکیشن‎های مرتبط با خرده فروشی و تجارت الکترونیک خود به طور فزاینده‎ای در حال توسعه‎ی مدل‎های پیچیده‎ای از رفتار مصرف کننده هستند. اطلاعات مربوط به خریدهای گذشته، عادات مرتبط با مرور وب و فعالیتهای انجام شده در شبکه‎های اجتماعی به منظور ارائه‎ی تبلیغات و محتوا برای مخاطبین خاص، قبلاً نیز مورد استفاده‎ی بسیاری از شرکت‎ها بوده است. با گذشت زمان، این مدل‎ها ممکن است تکامل یافته و به صورت همزادهای دیجیتال مصرف کنندگان درآیند. یعنی، مدل‎های رفتاری پیچیده و چند منظوره که بتوانند رفتارهای آتی مصرف کنندگان را پیش بینی نموده و به شکلی پیشگیرانه بر تصمیمات خرید آن‎ها تاثیر بگذارند.  

https://www.dpdhl.com/en/media-relations/press-releases/2019/dhl-trend-report-implementation-digital-twins-significantly-improve-logistics-operations.html