รู้จัก depa
บริการ
TH
EN
TH
CN

Digital Twin คู่เสมือนดิจิทัล ในยุคแห่ง

“Digital Twins”: คู่เสมือนดิจิทัล ในยุคแห่งนวัตกรรม

ในยุคแห่งนวัตกรรมดิจิทัลและเทคโนโลยี มีเทคโนโลยีใหม่ๆ เกิดขึ้นอย่างมากมายที่ทำให้เกิดประโยชน์ต่ออุตสาหกรรม ซึ่งหากภาคอุตสาหกรรมสามารถบูรณาการเทคโนโลยีเข้ากับระบบการผลิตได้ก็จะช่วยให้การผลิตมีความยืดหยุ่นมากขึ้น รวมไปถึงลดการใช้วัตถุดิบ ซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพให้กับ การผลิตและก่อให้เกิดการประหยัดต้นทุนจนสามารถเพิ่มกำไรให้กับธุรกิจได้ ผู้ประกอบการจึงจำเป็นต้องพัฒนาศักยภาพของตัวเองอย่างต่อเนื่องและประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเพื่อเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันระดับโลกได้

ปัจจุบันเทคโนโลยี Internet of Things (IoT) ได้รับการจัดอันดับให้เป็นปัจจัยสำคัญอันดับหนึ่งที่ส่งผลต่อการพลิกผันทางเทคโนโลยี โดยจากผลสำรวจความคิดเห็น The Changing landscape of disruptive technologies โดยเคพีเอ็มจี ซึ่งได้สำรวจความเห็นของผู้นำในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีระดับโลกกว่า 750 คน นอกจากนี้ มีการนำแนวคิด IoT ไปสร้างนวัตกรรมใหม่หรือต่อยอดนวัตกรรมเดิมเพื่อเพิ่มมูลค่าทางธุรกิจ และสร้างความได้เปรียบในการแข่งขัน กล่าวคือ นำ IoT มาประยุกต์ใช้กับเทคโนโลยีการประมวลผลแบบคลาวด์ผ่านกระบวนการเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence : AI) ประกอบกับข้อมูลที่มีอยู่อย่างมากมาย (Big Data) ทำให้เกิดการเรียนรู้ของเครื่องจักร (Machine Learning) จะทำให้เกิดความฉลาดมากขึ้น จนสามารถสร้างแบบจำลองของสิ่งต่างๆ ในรูปแบบ “เสมือน” ที่เป็นดิจิทัลหรือที่เรียกว่ากัน คู่เสมือนดิจิทัล (Digital Twins) ซึ่งเหมือนกับการเป็นฝาแฝดกันกับกายภาพนั่นเอง

แนวคิด Digital Twins นั้นไม่ใช่เรื่องใหม่และยังมีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง โดยเปิดตัว ครั้งแรกเมื่อปี พ.ศ. 2545 ณ มหาวิทยาลัยมิชิแกน โดยจัดเป็นเทคโนโลยีหนึ่งที่เป็นรากฐานของอุตสาหกรรม 4.0 อย่างไรก็ตามแนวคิดเริ่มต้นในเรื่องแบบจำลองเสมือนนั้นได้พัฒนามาจากองค์การนาซ่าที่จำลองรูปแบบของแคปซูลอวกาศ โดยการสร้างระบบที่ซ้ำซ้อนทางกายภาพในระดับพื้นดินเพื่อให้ตรงกับระบบในอวกาศ ด้วยแนวคิดเช่นนี้จึงทำให้เกิดการพัฒนาต่อมาจนกลายเป็นเทคโนโลยีเชิงกลยุทธ์ที่สามารถประยุกต์ใช้ในด้านธุรกิจและด้านอุตสาหกรรม โดย Digital Twins สามารถจำลองได้ทั้งวัตถุทางกายภาพ กระบวนการสายการผลิตหรือแม้แต่ระบบให้ออกมาเหมือนต้นแบบมากที่สุด ทั้งในแง่ของคุณสมบัติและพฤติกรรม หรือกล่าวได้ว่าในโลกของ Digital Twins นั้นจะมีอยู่สองรูปแบบเสมอคือ 1. รูปแบบทางกายภาพ (Physical) ซึ่งมีตัวตนและจับต้องได้ในโลกแห่งความจริง 2. คือ คู่เสมือนดิจิทัล ซึ่งมีลักษณะเป็นซอฟต์แวร์แบบจำลองวัตถุทางกายภาพ โดยคู่เสมือนที่ถูกสร้างขึ้นมายังสามารถอัพเดทการเปลี่ยนแปลงตามคู่ของตนเองได้ตลอด เพราะมีการใช้เซ็นเซอร์ (sensor) เพื่อส่งข้อมูลตรวจสอบและรายงานผลการทำงานแบบทันที (Real Time) เพื่อให้คู่เสมือนดิจิทัลมีคุณสมบัติและพฤติกรรมที่เหมือนกันมากที่สุดจึงจำเป็นต้องอาศัยการป้อนข้อมูลของแฝดทางกายภาพ ซึ่งต้องอาศัยทั้งการประมวลผล วิเคราะห์ วางแผน และคาดการณ์สถานการณ์ล่วงหน้าจากข้อมูลที่ โดยคุณสมบัติและการแสดงออกทุกอย่างนั้นจะเหมือนกับต้นฉบับหรือของจริง ทำให้สามารถทำการวิเคราะห์และทดสอบคู่เสมือนดิจิทัลในสถานการณ์ตามที่ต้องการแทนการทดสอบกับต้นแบบทางกายภาพ ซึ่งผลลัพธ์จากการทดสอบที่เกิดขึ้นกับคู่เสมือนดิจิทัลก็จะให้ผลลัพธ์เช่นเดียวกันกับคู่เสมือนทางกายภาพ

ภาพที่ 1 แสดงความหมายของเทคโนโลยี Digital Twins

Source : https://www.vizexperts.com/blog/digital-twin-and-its-impact-on-industry-4-0

การทำงานของ Digital Twins

ในการพัฒนา Digital Twin ขึ้นมาใช้งานนั้น จะประกอบไปด้วยเซ็นเซอร์ (sensor) ที่มีการกระจายตลอดเวลาของกระบวนการผลิตและสร้างสัญญาณถ่ายทอดไปยังคู่แฝด ทำให้สามารถจับภาพข้อมูลการดำเนินงานและข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางกายภาพ

ในการผลิตมักใช้ข้อมูล (Data) สามประเภทคือ 1. ข้อมูลในอดีตเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับวัตถุและพฤติกรรม 2. ข้อมูลปัจจุบันเพื่อตรวจสอบกิจกรรมที่ทำอยู่แบบทันที (real time) และ 3. ข้อมูลการคาดการณ์ในอนาคตโดยใช้ข้อมูลจากอดีตและข้อมูลปัจจุบัน ซึ่งเก็บโดยเซ็นเซอร์ที่มี¬การรวบรวม (integration) จัดเก็บข้อมูลการทำงานหรือข้อมูลสภาพแวดล้อมการทำงาน เพื่อสร้างโมเดล Digital Twins จากนั้นจะมีการวิเคราะห์ (analytics) เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงลึกประกอบกับการใช้ Machine Learning ในการคาดการณ์เพื่อป้องกันการเกิดปัญหาในอนาคต และมีแอคทูเอเตอร์ (actuators) รับรองกระบวนการทำงานในด้านกายภาพว่าจะมีกระบวนการทำงานที่เหมือนกันหากนำไปจำลองในโลกเสมือน เนื่องจาก Digital Twins นั้นอยู่ภายใต้การแทรกแซงของมนุษย์

ภาพที่ 2 แสดงภาพแบบจำลอง Digital Twins ในกระบวนการผลิต

Source : https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/cn/Documents/cip/deloitte-cn-cip-industry-4-0-digital-twin-technology-en-171215.pdf

Digital Twins กับการสร้างมูลค่าเพิ่มทางธุรกิจ

การนำ Digital Twins มาใช้อาจจะก่อให้เกิดการเพิ่มมูลค่าทางธุรกิจ ดังนี้

  1. ด้านคุณภาพสินค้า จากคุณสมบัติของ Digital Twin ที่สามารถคาดการณ์ ตรวจสอบแนวโน้มความผิดพลาดและข้อบกพร่องได้ในระหว่างการผลิต ทำให้สามารถทราบถึงปัญหาและแก้ไขปัญหาได้ทันที ส่งผลให้คุณภาพของสินค้าหรือผลิตภัณฑ์ดีขึ้นและเป็นการลดเวลาในการผลิต
  2. ด้านค่าใช้จ่ายในการดำเนินการ Digital Twins ทำให้กระบวนการออกแบบผลิตภัณฑ์ทำได้ง่ายขึ้น สามารถตอบโจทย์ลูกค้ามากขึ้น รวมถึงเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานและอุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิตสินค้า รวมทั้งลดความไม่แน่นอนในกระบวนการทำงาน เนื่องจากได้รับข้อมูลเชิงลึกของอุปกรณ์ ทำให้สามารถทำการทดสอบบนสำเนาหรือคู่เสมือนแทนอุปกรณ์จริง ซึ่งเป็นการลดความเสี่ยงที่อาจเกิดผลกระทบต่ออุปกรณ์จริง
  3. ด้านต้นทุนค่าใช้จ่ายในการออกผลิตภัณฑ์ใหม่ Digital Twins ช่วยลดค่าใช้จ่ายและระยะเวลาในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ เนื่องจากการรวบรวมข้อมูลทั้งในอดีตและปัจจุบันแล้วนำมาพัฒนาสินค้าที่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคได้มากขึ้น
  4. ด้านการรับประกันและการให้บริการ Digital Twins ทำให้เข้าใจสถานะการทำงานในปัจจุบันของอุปกรณ์เพื่อให้เกิดการบริการกับลูกค้าที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ เนื่องจากมีความถูกต้องและแม่นยำในการรับประกันสินค้าซึ่งเป็นการลดค่าใช้จ่ายในการประกันสินค้าได้

การประยุกต์ใช้ Digital Twins

Digital Twins ไม่เพียงแต่วิเคราะห์วัตถุและการเปลี่ยนแปลงภายในระบบเท่านั้น แต่ยังใช้ในการวิเคราะห์และทำนายผลกระทบต่อธุรกิจ สถานการณ์ทางการเงินและปรับปรุงประสิทธิภาพของห่วงโซ่อุปทานได้ โดยสามารถประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมในหลายด้าน ซึ่งแบ่งออกเป็นด้านต่างๆ ดังนี้

  1. ด้านอุตสาหกรรมการผลิต Digital Twins ทำให้สามารถติดตามผลิตภัณฑ์ตลอดช่วงชีวิต (Product Lifecycle) ตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ การผลิต การส่งมอบ การใช้งาน และการให้บริการลูกค้า เนื่องจากมีข้อมูลทั้งในอดีตรวมถึงการใช้งานจริงในปัจจุบันแบบทันที ข้อมูลจากการคาดการณ์และสถานการณ์จำลอง ทำให้นำมาใช้วิเคราะห์เพื่อให้เกิดการปรับปรุงการทำงานและพัฒนาการให้บริการหลัง การขายให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น สามารถแก้ไขปัญหาจากฝั่งผู้ผลิตโดยไม่จำเป็นต้องเดินทางออกไปพบลูกค้า
  2. ด้านอุตสาหกรรมยานยนต์ Digital Twin ถูกนำมาใช้งานโดยมีบทบาทในการช่วยวิเคราะห์ คำนวณความเสี่ยงเพื่อออกแบบยานยนต์ รวบรวมข้อมูลพฤติกรรมและการดำเนินงานของยานยนต์เพื่อสร้างโมเดลเสมือนจริงพร้อมทั้งประเมินความเสียหายพร้อมเสนอวิธีลดความเสียหายที่อาจจะเกิดขึ้นได้
  3. ด้านอุตสาหกรรมการแพทย์ ใช้การติดเซ็นเซอร์ให้กับคนไข้เพื่อส่งสัญญาณและรวบรวมข้อมูลด้านสภาพร่างกาย โรคและการรักษารวมไปถึงพฤติกรรมต่างๆ มาสร้างเป็นร่างกายเสมือนของผู้ป่วยซึ่งทำให้แพทย์สามารถติดตามและตรวจสอบอาการคนไข้รวมไปถึงหาวิธีรักษาโรคให้มีความเสี่ยงน้อยสุดแต่มีประสิทธิภาพมากที่สุดได้
  4. ด้านอุตสาหกรรมค้าปลีก Digital Twin มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสบการณ์ลูกค้า รายย่อยด้วยการสร้างแบบจำลองแฟชั่นที่หลากหลาย นอกจากนี้ยังช่วยในการวางแผนการติดตั้งใช้งานด้านความปลอดภัยและการจัดการพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
  5. ด้านโครงสร้างพื้นฐานและเมืองอัจฉริยะ (Smart City) ใช้ข้อมูลจากเซ็นเซอร์ที่ติดตั้งตามจุดในบริเวณที่ต้องการศึกษามาช่วยวิเคราะห์การจัดสรรทรัพยากรและวางผังเมือง รวมไปถึงระบบการจัดการต่างๆ เช่น การบริหารน้ำเสีย เป็นต้น

ตัวอย่างในต่างประเทศที่เริ่มมีการนำ Digital Twins มาประยุกต์ใช้งานจริงแล้ว เช่น บริษัท General Electric ประเทศสหรัฐอเมริกา มีการติดตั้งเซ็นเซอร์กว่าร้อยจุดบนเครื่องยนต์เพื่อสร้างระบบจำลองของเครื่องยนต์เจ็ตทุกตัวที่บริษัทขายเพื่อใช้ตรวจสอบสถานะระหว่างการบิน นอกจากนี้ยังมีบริษัท Cityzenith ได้ทำการพัฒนาเมืองอมราวดี ซึ่งเป็นเมืองหลวงใหม่ของรัฐอานธรแห่งประเทศอินเดีย โดยจะพัฒนาไปสู่การเป็น Smart City ต่อไปในอนาคต มีการวางผังเมืองแบบ 3D เพื่อดูความก้าวหน้าในงานก่อสร้างแบบทันทีรวมถึงวิเคราะห์การแบ่งเขตและเวนคืนที่ดินโดยใช้เซ็นเซอร์ช่วยในการสังเกตการณ์ เป็นต้น

อย่างที่กล่าวไปว่าเทคโนโลยี Digital Twins เป็นรากฐานของอุตสาหกรรม 4.0 ซึ่งเป็นการรวบรวมระบบอัตโนมัติการแลกเปลี่ยนข้อมูลและประยุกต์ใช้เทคโนโลยีที่หลากหลายไม่ว่าจะเป็น Big Data Analytic, IoT, Machine Learning, Cloud, 3D Modeling และ VR/MR ทำให้เกิดความเป็นไปได้ในหลายด้านจากเดิมโดยไม่ใช่แค่การสร้างแบบจำลองเสมือนของผลิตภัณฑ์เพียงอย่างเดียว แต่ยังสามารถวิเคราะห์ข้อมูลเชิงลึกโดยอาศัยข้อมูลของผลิตภัณฑ์ในอดีตและปัจจุบันที่ได้จากการบันทึกของเซ็นเซอร์พร้อมทั้งสามารถประเมินความเสี่ยงต่างๆ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาที่อาจจะเกิดขึ้นในอนาคตด้วย ช่วยลดการใช้วัตถุดิบในการผลิตรวมไปจนถึงการวางแผนการผลิต ทั้งหมดนี้ล้วนทำให้ประสิทธิภาพในการผลิตเพิ่มขึ้น ต้นทุนในการผลิตลดลงซึ่งอาจจะนำไปสู่การเพิ่มมูลค่าทางธุรกิจและช่วยในการตอบคำถามเชิงกลยุทธ์ที่สำคัญให้กับอุตสาหกรรมที่นำเทคโนโลยีไปประยุกต์ใช้ได้

ถึงแม้ว่าใน 10 ปีที่แล้วอาจจะเป็นเรื่องยากในการนำไปใช้และทำให้มีประสิทธิภาพ แต่ในปัจจุบันเทคโนโลยี Digital Twins กลับกลายเป็นเทคโนโลยีที่น่าสนใจ ซึ่งอาจจะเป็นแนวโน้มใหม่ที่มีบทบาทในอีก ไม่ช้าสำหรับผู้ประกอบการ ซึ่งนับเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีในการขับเคลื่อนเศรษฐกิจของประเทศโดยการนำเทคโนโลยีดิจิทัลเข้ามาใช้ แต่อย่างไรก็ตามผู้ประกอบการเองก็ต้องปรับตัวและพัฒนาให้ก้าวทันอยู่เสมอเพื่อโอกาสทางธุรกิจใหม่ๆ หรือเรียกได้ว่า “ใครปรับตัวก่อนก็ได้เปรียบกว่า"

โดย ฝ่ายส่งเสริมและสนับสนุนการพัฒนาอุตสาหกรรมและธุรกิจ

สำนักงานส่งเสริมเศรษฐกิจดิจิทัล

อ้างอิงจาก