จะเป็นไปได้หรือไม่ ที่เราสามารถที่จะสร้างแบบจำลองอะไรบางอย่างภายในโลกดิจิทัลที่มีลักษณะและการทำงานเหมือนกันทุกอย่างกับของจริง โดยที่เราสามารถเฝ้าดูอนาคตที่จะเกิดกับวัตถุนั้น สามารถที่จะทดลองอะไรบางอย่างตามใจชอบ ต้องปรับเปลี่ยนตรงไหน เพื่อให้เกิดผลลัพธ์ที่ดีขึ้น และเฝ้าระวังป้องกันไม่ให้เกิดข้อผิดพลาดบางอย่างในการประเมินตามสถานการณ์หรือปรับเปลี่ยนเทียบกับของจริง เราสามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยีของ Digital Twin ในการสร้างฝาแฝดในโลกเสมือน ว่าแต่ Digital Twin คืออะไร? แล้วมีการทำงานอย่างไร? ถ้าเราอยากจะสร้างต้องรู้อะไรบ้าง?
Digital Twin คืออะไร
Digital Twin หรือ ฝาแฝดดิจิทัล คือแบบโมเดลจำลองเสมือนจากวัตถุทางกายภาพ ทำให้สามารถทำงานได้เหมือนกับวัตถุจริง ซึ่งวัตถุในที่นี้อาจจะเป็น รถยนต์ ตึก หรือแม้กระทั่งเมืองหนึ่งในโลก มีการติดตั้งตัวเซนเซอร์บนวัตถุจริงหลายตัว ทำหน้าที่เป็นกลไกเชื่อมต่อกันระหว่างตัววัตถุทางกายภาพกับวัตถุเสมือนเชื่อมต่อกันแบบ Real-time ข้อมูลที่เชื่อมเป็นข้อมูลในมุมมองต่าง ๆ ของวัตถุกายภาพเช่น ข้อมูลการใช้พลังงาน อุณหภูมิ สภาพอากาศ ข้อมูลพวกนี้ก็จะถูกนำมาใช้ให้กับตัวแบบโมเดลจำลองนี้ที่อยู่ในรูปแบบของดิจิทัล จะถูกใช้ในการสร้างแบบจำลอง ศึกษาประสิทธิภาพ หรือทดลองการพัฒนา ทำให้สามารถนำกลับไปปรับใช้ในการพัฒนาของวัตถุทางกายภาพได้ ทั้งนี้ตัว Digital Twin จะต่างกับการทำ Simulation ตรงที่ตัว Digital Twin จะมีการแลกเปลี่ยนข้อมูลของสภาพแวดล้อมจริง และแลกเปลี่ยนข้อมูลไปกลับระหว่างวัตถุจริง กับวัตถุเสมือนแบบ Real-time
ประวัติของ Digital Twin
ไอเดียของเทคโนโลยี Digital Twin ถูกพูดถึงครั้งแรกในปี 1991 และต่อมาก็มีการนำไอเดียนี้ไปใช้จริงในอุตสาหกรรมการผลิต แต่จริง ๆ แล้ว ไอเดียหลักของการใช้ Digital Twin คือการศึกษาวัตถุทางกายภาพและทำนายลักษณะของอุปกรณ์ การใช้ Digital Twin ถูกนำมาใช้ในช่วงปี 1960 โดยไปใช้ในโครงการของ NASA ในการจำลองสภาพยานอวกาศที่ถูกส่งไปในภาคพื้นโลก เป็นการสร้างแบบจำลองวัตถุกายภาพที่อยู่บนอวกาศเป็นแบบให้ทางภาคพื้นดินศึกษาและจำลองให้สามารถทำงานในภาคพื้นดินได้ เคสโด่งดังที่มีการใช้ Digital Twin อย่างเช่นเหตุการณ์ยาน Apollo 13 ที่ถังออกซิเจนได้ระเบิด โดยที่สถานการณ์นี้ได้ถูกจำลองก่อนออกเดินทาง ทำให้วิศวกรภาคพื้นดินสามารถแก้ไขปัญหาได้ทันท่วงที
Digital Twin ทำงานอย่างไร
การสร้าง Digital Twin ที่ดีจะต้องมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกับวัตถุทางกายภาพให้ได้มากที่สุดและแม่นยำ เพื่อให้สามารถทำงานตามความต้องการของผู้ใช้งานได้จะต้องอาศัยเทคโนโลยีหลายด้าน โดยมีการใช้เทคโนโลยีผลิตภาพในการสร้างแบบจำลองและวัตถุเสมือนในโลกดิจิทัล เทคโนโลยีเซนเซอร์และ IoT ในการเชื่อมต่อข้อมูล เทคโนโลยีการวิเคราะห์ข้อมูล เช่น Machine Learning เพื่อทำนายเหตุการณ์ที่อาจเกิดขึ้น เทคโนโลยีการสร้างโมเดลจำลอง และเทคโนโลยีโครงสร้างพื้นฐานของการเชื่อมระบบเข้าด้วยกัน เช่น Cloud Computing, Edge Computing ทำให้สามารถทำงานร่วมกันได้ดี
ขั้นตอนการทำงานของ Digital Twin แบ่งได้เป็น
Integrate การติดตั้งอุปกรณ์ให้กับวัตถุกายภาพ ในกระบวนการจัดเก็บข้อมูลการทำงานแบบ Real-time ด้วยอุปกรณ์เซนเซอร์ IoT
Connect การเชื่อมต่อการสื่อสารระหว่างโลกจริงและโลกดิจิทัลเข้าด้วยกันผ่านทางระบบเครือข่ายอินเตอร์เน็ต
Analyze การนำข้อมูลที่ได้จากเซนเซอร์มาทำการวิเคราะห์ แล้วสร้างโมเดลเพื่อจำลองการทำงาน และทำนายเหตุการณ์ผิดปกติ
Leverage การนำไปใช้พัฒนาในกระบวนการทำงานต่าง ๆ โดยการนำผลที่ได้จากการวิเคราะห์ไปใช้ในการปรับกับวัตถุจริง เช่น การลดเวลาการออกแบบ การปรับปรุงกระบวนการการผลิต การลดความเสียหาย
ตัวอย่างการใช้งาน
- ด้านพลังงาน เครื่องจักรที่ใช้ในการผลิตพลังงานเช่น กังหันผลิตกระแสไฟฟ้า หรือไดนาโม สามารถใช้ Digital Twin ในการช่วยคำนวณหาผลผลิตของการผลิตกระแสไฟฟ้าและช่วยในกระบวนการการตรวจสภาพและดูแลอุปกรณ์เครื่องจักร
- ด้านการก่อสร้าง สิ่งก่อสร้างขนาดใหญ่เช่น ตึกขนาดใหญ่ หรือแม้แต่แท่นขุดเจาะน้ำมันสามารถใช้ Digital Twin ในการพัฒนาออกแบบโครงสร้างของสิ่งก่อสร้างนั้น รวมถึงยังเป็นประโยชน์ในการบริหารภายในอาคารเช่น ระบบปรับอากาศภายใน
- ด้านอุตสาหกรรมการผลิต เนื่องจาก Digital Twin สามารถที่จะจำลองการผลิตได้ทุกขึ้นตอนตั้งแต่เริ่มการผลิตจนถึงได้ผลิตภัณฑ์แล้ว ทำให้สามารถที่จะใช้ในการออกแบบกระบวนการผลิตและปรับปรุงให้สามารถผลิตได้ดีขึ้นในแต่ละขั้นตอน
- ด้านการแพทย์ ในสถานพยาบาล ผู้ป่วยสามารถได้รับการบริการผ่านทางเซนเซอร์ที่ติดอยู่กับผู้ป่วย เพื่อให้แพทย์ใช้ในการติดตามและตรวจสอบอาการของคนไข้ รวมทั้งเฝ้าระวังในเบื้องต้น ให้สามารถบริการได้ทันท่วงที
- ด้านอุตสาหกรรมยานยนต์ เนื่องจากรถยนต์เป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อน Digital Twin จึงถูกใช้เพื่อการจำลองระบบรถยนต์ ในการปรับปรุงการผลิต และ เพิ่มประสิทธิภาพในระหว่างการผลิต
- ด้านการวางผังเมือง ในการวางผังเมืองสามารถใช้ Digital Twin ในการจำลองกิจกรรมโดยรอบและสภาพแวดล้อม เพื่อใช้ในการวางผังเมืองหรือการปรับนโยบายได้ในอนาคตเพื่อให้พัฒนาได้อย่างยั่งยืนและมีประสิทธิภาพ
อนาคตของ Digital Twin
เนื่องจากความสามารถของ Digital Twin ที่สามารถเฝ้าระวังและติดตามสถานการณ์ผ่านการจำลอง เหมือนเป็นรูปแบบการวิเคราะห์ข้อมูลไปอีกขั้น ทำให้การตัดสินใจได้แม่นยำและฉลาดยิ่งขั้น Digital Twin จึงมีประโยชน์หลากหลายและนำไปใช้ได้หลายรูปแบบ ในปัจจุบันจะเห็นได้ว่า มีการนำ Digital Twin ไปใช้จริงมากขึ้นในอุตสาหกรรมได้อย่างชัดเจน เป็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญของกระบวนการวิจัย ออกแบบ และพัฒนา จะเห็นได้ว่าอนาคตของ Digital Twin แทบจะไร้ขีดจำกัด เนื่องจากการพัฒนาของเทคโนโลยี AI และ Machine Learning ทำให้การสร้าง Digital Twin ที่จะสามารถเรียนรู้และวิเคราะห์ได้ดียิ่งขึ้น อีกทั้ง Digital Twin จะถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในรูปแบบใหม่ ๆ และอาจจะเข้าถึงในระดับที่ผู้ใช้ทั่วไปเช่น ในรถยนต์ หรือแม้แต่ในบ้านพักอาศัย จึงถือว่าเป็นเทคโนโลยีที่น่าสนใจและจะมีบทบาทที่สำคัญในไม่ช้า
แหล่งอ้างอิง
https://www.ibm.com/topics/what-is-a-digital-twin
https://www.mostori.com/blog_detail.php?b_id=112
https://www.aware.co.th/digital-twin-คืออะไร
เนื้อหาโดย กุศะภณ เพชรสุวรรณ
ตรวจทานและปรับปรุงโดย ปพจน์ ธรรมเจริญพร
Former-Editor-in-Chief at BigData.go.th and Senior Data Scientist at Government Big Data Institute (GBDi )
