Цифровые двойники превратились в ключевой инструмент для повышения эффективности и скорости принятия решений в промышленности. С помощью этих виртуальных моделей объектов и процессов рассчитывают графики поставок с точностью 90%, снижают процент брака на производстве, быстрее и эффективнее добывают нефть. Все больше компаний используют двойники, чтобы тестировать различные сценарии в виртуальных моделях и выигрывать в конкуренции за счет данных и технологий.
По данным исследования Высшей школы бизнеса НИУ ВШЭ, в 2024 году технологию цифровых двойников уже использовали 22% крупных компаний, а еще 34% планируют внедрение. В условиях дефицита кадров и необходимости быстрой перестройки производственных и логистических цепочек бизнесу нужны инструменты, позволяющие проводить эксперименты в виртуальной среде, а не на реальных процессах.
Если пять лет назад цифровой двойник воспринимался как продвинутая 3D-модель конкретного механизма, то сегодня лидеры рынка переходят к созданию экосистем, охватывающих весь комплекс бизнес-процессов, оборудования, ресурсов и инфраструктуры.
Автопром: ускорение разработки
Одним из пионеров внедрения технологии стал КАМАЗ. Предприятие использует цифровые двойники не только для управления конвейером, но и на этапе научно-исследовательских работ. Например, при разработке электромобиля «КАМА-1» создание цифрового двойника позволило провести сотни виртуальных краш-тестов и испытаний еще до сборки первого прототипа.
Металлургия: от оборудования к бизнес-процессам
Металлургия стала одной из первых отраслей, где цифровые двойники показали эффект на уровне всего производства, а не отдельного цеха. Особенность отрасли в том, что остановка доменной печи для эксперимента практически невозможна: любые ошибки слишком дороги. Поэтому металлурги активно используют виртуальные системы, где можно настраивать режимы работы оборудования без риска и неограниченное количество раз.
В крупных компаниях уже работают системы, которые строят цифровые двойники доменных печей, прокатных станов и даже целых участков комбината. Модели в режиме реального времени учитывают десятки и сотни параметров: состав шихты, температуру, давление, характеристики сырья. На основе этих данных алгоритмы предлагают оптимальные настройки, а в ряде случаев сами управляют агрегатом в заданных пределах, освобождая персонал от рутины.
В «Северстали» цифровые модели помогают контролировать качество продукции в режиме реального времени. Так, специальная программа для трубного проката с высокой точностью предсказывает механические свойства изделия еще до завершения цикла, что минимизирует брак. Технология уже вышла за пределы цехов: цифровые двойники для повышения операционной эффективности не только оборудования, но и бизнес-функций. Например, цифровые инструменты анализируют массивы транзакций, находя «узкие места» в закупках и HR-процессах.
Нефтяная отрасль: управление добычей как оркестром
В нефтянке большинство компаний уже внедрили цифровые системы, которые помогают точечно управлять отдельными процессами — бурением, анализом геологических данных, добычей.
В «Газпром нефти» подошли к этой задаче комплексно — как к проекту по трансформации всей логики управления: сегодня компания ставит своей целью создать единый цифровой двойник всего производства.
Такой подход строится вокруг всех ключевых бизнес-процессов: разведки, проектирования, запуска новых мощностей и эксплуатации. Архитектура цифрового двойника складывается из четырех компонентов:
- цифровой двойник ресурсной базы — концептуальная модель пласта и наземного обустройства, которая позволяет увеличить рентабельность бизнес-кейса в среднем на 20%;
- цифровой двойник проектных решений — единая среда управления проектами, которая сокращает цикл актуализации производственной программы с 20 до 1 дня;
- цифровой двойник новых мощностей — помогает быстро и эффективно запустить скважины, сокращает срок их строительства в среднем на 25%;
- цифровой двойник промысла — управляет добычей в реальном времени, позволяет увеличивать прирост добычи.
Все компоненты взаимоувязаны: уточняется геология — это автоматически запускает подбор инфраструктуры, пересчет плана добычи и меняет экономическую оценку проекта.
«Наша глобальная цель — цифровая нефтяная компания. Это переход от уровня «автопилота с руками на руле» к полному беспилотному управлению там, где это необходимо. Мы строим систему, где цифровые двойники разных функций «общаются» между собой как мультиагентная система: представьте месторождение как симфонический оркестр. У вас могут быть виртуозные скрипки — скважины и мощные ударные — насосы; но без дирижера вы не получите музыку. Цифровой двойник — это и есть тот самый дирижер. Сегодня мы переходим от локальных двойников к оркестрации, где ИИ синхронизирует работу пласта, скважин, трубопроводов и объектов подготовки для извлечения максимальной прибыли», — рассказал Александр Ситников, советник по цифровой трансформации департамента по добыче «Газпром нефти».
От точечных пилотов к мультиагентным системам
Следующий шаг развития цифровых двойников в промышленности — выход за рамки отдельных объектов и даже предприятий. Компании постепенно переходят к промышленной эксплуатации цифровых моделей на уровне всего бизнеса. В этой логике цифровой двойник перестает быть набором 3D-моделей и становится динамической экономико-технологической моделью компании.
Еще одна тенденция — наращивание интеллектуальности двойника. Превращение цифровых двойников в автономных агентов, способных самостоятельно принимать производственные решения. Компании тестируют инженерный искусственный интеллект и большие языковые модели, когда ИИ-агент планирует и координирует работу других цифровых систем для оптимизации сложных процессов.
По мере распространения таких подходов меняется и роль человека. Операторы и диспетчеры становятся скорее «руководителями» цифровых систем, которые задают рамки, цели и ограничения, а рутинные пересчеты и подбор оптимальных сценариев выполняет модель. В итоге цифровые двойники перестают быть узкоспециализированной IT-экзотикой и превращаются в один из ключевых элементов конкурентоспособности российской промышленности.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.