Digital Twins: Khi bản sao số trở thành nền tảng công nghệ cốt lõi của thành phố thông minh

Trong bài viết “Sự ra đời của bản sao số và biến đổi của thế giới”, tác giả John Thornhill của tờ Financial Times nhận định: “Bản sao số (Digital Twins) là đại diện cho làn sóng thứ ba của Internet, sau các công cụ tìm kiếm và mạng xã hội. Những nền tảng trực tuyến sẽ phát triển Internet doanh nghiệp, ảnh hưởng trực tiếp đến cách con người vận hành đường bộ, đường sắt, sân bay, hầm mỏ, nhà máy, bệnh viện, nhà máy điện, trung tâm phân phối, dự án xây dựng và đặc biệt là những thành phố”.

Digital Twins - Bản sao số sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới nhiều lĩnh vực trong đời sống.

Khái niệm về Digital Twins bắt nguồn từ bài thuyết trình về Trung tâm Quản lý Vòng đời Sản phẩm (Product Lifecycle Management – PLM) của Đại học Michigan vào năm 2002.

Mô hình này được xây dựng trên nguyên tắc vận hành 2 hệ thống song song tương hỗ nhau: hệ thống vật lý trong thế giới thực và hệ thống ảo chứa đựng toàn bộ thông tin từ hệ thống vật lý. Mô hình hoạt động này sẽ đồng thời tối ưu thông tin thu thập và xử lý bởi 2 hệ thống. Hệ thống vật lý và hệ thống ảo được kết nối với nhau, đồng thời trải qua 4 giai đoạn: hình thành, sản xuất, vận hành và đào thải.

Bản sao số (Digital Twin) là gì?

Bản sao số là một giải pháp công nghệ trong đó các hệ thống và quy trình phức tạp được phát triển hoặc giám sát bằng cách sử dụng hệ thống vật lý tương đương kỹ thuật số.

Điều này có nghĩa là bản sao số là bản sao ảo của các thiết bị vật lý, tòa nhà, cấu trúc mà các nhà khoa học dữ liệu và chuyên gia CNTT có thể sử dụng để chạy mô phỏng trước khi mọi dự án được xây dựng và triển khai trong thực tế.

Bản sao số được nhận định là tiến bộ công nghệ quan trọng trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Hiện nay, công nghệ bản sao số đã vượt ra khỏi lĩnh vực sản xuất và tiến vào thế giới hợp nhất của Internet vạn vật (IoT), Trí tuệ nhân tạo (AI) và phân tích dữ liệu. Khi “mọi thứ” phức tạp hơn được kết nối với khả năng sản xuất dữ liệu, các nhà khoa học dữ liệu và chuyên gia CNTT có thể tối ưu hóa việc triển khai các dự án và tình huống giả định thông qua việc áp dụng bản sao số.

Bản sao số - Digital twin là gì?

Khái niệm bản sao số bao gồm 3 phần: sản phẩm vật lý, sản phẩm kỹ thuật số và kết nối giữa hai sản phẩm. Bản sao số là sự kết hợp đồng thời của các công nghệ khác nhau, bao gồm Dữ liệu lớn, AI, Máy học (ML) & IOT.

Các công ty lớn hiện đang áp dụng hiệu quả những thành tựu của Digital Twins bao gồm: General Electric (Mỹ), IBM (Mỹ), PTC (Mỹ), Microsoft Corporation (Mỹ), Siemens AG (Đức), ANSYS (Mỹ), SAP (Đức), Oracle (Mỹ) , Robert Bosch (Đức), SWIM.AI (Mỹ), ZenithCities (Mỹ).

Bản sao số và ứng dụng vận hành các thành phố thông minh

Để bắt kịp với tốc độ gia tăng dân số hiện nay, thế giới phải có thêm khoảng 10.000 thành phố mới vào năm 2050. Khi xây dựng những thành phố mới, nhu cầu về dịch vụ chất lượng cao cũng tăng theo.

Các thành phố thông minh trong tương lai sẽ giảm thiểu rủi ro lớn thông qua việc áp dụng những kết quả từ bản sao số. Những vấn đề xã hội còn tồn đọng hiện nay như sức khỏe cộng đồng, an toàn, tính di động và môi trường sẽ được giải quyết bằng phương pháp tối ưu sau khi áp dụng bản sao số.

Ứng dụng của digital twins trong vận hành thành phố thông minh.

Ngoài ra, công nghệ bản sao số giúp chính phủ kiểm soát những tình trạng khẩn cấp trong phạm vu thành phố, nhanh chóng ứng phó với những trường hợp bất thường và hiện tượng lạ như thời tiết, sự cố,… trong thành phố.

Theo ước tính, Thị trường Thành phố Thông minh sẽ có giá trị 820,7 tỷ USD vào năm 2025 trong khi quy mô thị trường bản sao số toàn cầu trị giá 3,1 tỷ USD vào năm 2020, dự kiến ​​đạt 48,2 tỷ USD vào năm 2026.

Bản sao số có giá trị quan trọng đối với các nhà quy hoạch, chính quyền thành phố, chúng hỗ trợ mở rộng khả năng tiếp cận với tất cả các bên liên quan đến việc vận hành các thành phố thông minh. Đó là lý do công nghệ bản sao số đã và đang được nhận định sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành và vận hành các thành phố thông minh trên toàn thế giới.

Tìm hiểu thêm về Digital Twin tại đây.