Czym jest Digital Twin?
Digital Twin to wirtualna symulacja produktu, procesu lub systemu, za pomocą której organizacje mogą testować luki w zabezpieczeniach, optymalizować wydajność i uzyskiwać wgląd w celu podejmowania bardziej świadomych decyzji.
Digital Twin Znaczenie
Digital twins (znane również jako technologia cyfrowych bliźniaków lub cyfrowe bliźniaki) zostały po raz pierwszy wykorzystane podczas opracowywania programu kosmicznego NASA Apollo w latach sześćdziesiątych XX wieku. Od tego czasu pomogli przekształcić sposób, w jaki organizacje w wielu różnych branżach wykorzystują dane i analizy, optymalizują systemy i procesy oraz usprawniają podejmowanie decyzji.
Cyfrowe bliźniaki pracują, tworząc wirtualną reprezentację fizycznego produktu, procesu lub systemu w oparciu o dane w czasie rzeczywistym z różnych źródeł, w tym inteligentnych czujników, otwartych źródeł danych, skanów 1D i 2D/3D, generacyjnej sztucznej inteligencji i urządzeń Internetu rzeczy (IoT). To „na żywo” połączenie między oryginałem a bliźniakiem umożliwia cyfrowym bliźniakom ciągłe odwzorowanie zachowania i wydajności obiektu lub systemu, który replikują.
Ponieważ cyfrowe bliźniaki są stale aktualizowane danymi z oryginalnego obiektu lub systemu, mogą tworzyć wirtualne środowisko monitorowania lub testowania, które jest dokładne, skalowalne i zawsze aktualne. Umożliwia to organizacjom monitorowanie, analizowanie i uruchamianie nieograniczonej liczby testów na symulacji obiektu lub systemu bez pobierania zasobów i powodowania zakłóceń w czasie rzeczywistym.
Digital twins i cyberbezpieczeństwo
W dziedzinie cyberbezpieczeństwa organizacje mogą wykorzystywać cyfrowe bliźniaki do ciągłej oceny swojego środowiska pod kątem luk w zabezpieczeniach, symulowania cyberataków w oparciu o najnowsze zagrożenia oraz zwiększania zasięgu i dokładności swoich możliwości wykrywania zagrożeń i reagowania w celu proaktywnego przewidywania cyberataków i zapobiegania im przed ich wystąpieniem.
Cyfrowe bliźniaki a wirtualne bliźniaki
Cyfrowe bliźniaki i wirtualne bliźniaki to wirtualne symulacje, które organizacje mogą wykorzystać do optymalizacji swoich produktów lub systemów bez ryzyka rzeczywistych konsekwencji. Istnieje jednak kilka istotnych różnic między nimi, ponieważ służą one różnym celom.
Wirtualne bliźniaki są wykorzystywane do tworzenia szczegółowej symulacji nowego produktu lub procesu, gdy jest on jeszcze na etapie projektowania, aby organizacje mogły wypróbować różne funkcje lub cechy bez konieczności tworzenia wielu prototypów. Oznacza to, że wirtualne bliźniaki działają w zamkniętym systemie danych w ustalonym czasie i zazwyczaj nie są już przydatne po uruchomieniu prawdziwego produktu lub systemu.
Cyfrowe bliźniaki to „żywe” modele, które replikują produkt, proces lub system przy użyciu dynamicznych, aktualnych danych pobieranych w sposób ciągły z oryginału w czasie rzeczywistym. Umożliwia to analizowanie i optymalizowanie wydajności produktu, procesu lub systemu na bieżąco przez cały cykl życia, w miarę ewolucji rzeczywistych potrzeb lub warunków.
Podczas gdy wirtualne bliźniaki replikują produkt lub system w całości, cyfrowe bliźniaki strategicznie symulują tylko komponenty niezbędne do monitorowania lub testowania, zapewniając precyzyjną i skuteczną emulację infrastruktury. Pozwala im to oferować te same korzyści, ale bez poświęcania czasu i kosztów na stworzenie idealnego wirtualnego klonu.
Jakie są zalety technologii digital twin?
Cyfrowe bliźniaki oferują wiele korzyści dla firm różnej wielkości i w wielu różnych branżach, w tym:
- Znaczne oszczędności dzięki przyspieszeniu opracowywania i produkcji produktów oraz poprawie wydajności operacji i konserwacji w całym cyklu życia produktu lub systemu.
- Usprawnione i zoptymalizowane procesy projektowania, planowania, konserwacji, eksploatacji i produkcji.
- Widoczność zagrożeń, systemów i procesów w czasie rzeczywistym.
- Umiejętność symulacji wielu różnych środowisk, okoliczności i scenariuszy bez przestojów, zakłóceń lub konieczności przeprowadzania testów fizycznych produktów lub systemów.
- Mniejszy wpływ na środowisko dzięki mniejszej ilości odpadów w porównaniu z modelami testów fizycznych.
- Usprawnione zarządzanie cyklem życia produktu od projektowania i produkcji po konserwację i eksploatację.
- Inteligentniejsze, bardziej przejrzyste i świadome podejmowanie decyzji.
Jakie są trzy główne typy cyfrowych bliźniaków?
Chociaż istnieje kilka rodzajów cyfrowych bliźniaków, istnieją trzy główne rodzaje, na których należy się skupić: cyfrowe bliźniaki produktów, cyfrowe bliźniaki procesów i cyfrowe bliźniaki systemów.
1. Cyfrowy bliźniak produktu
Cyfrowy bliźniak produktu to wirtualna replika wszystkich fizycznych komponentów, specyfikacji i cech pojedynczego produktu, takiego jak silnik samochodowy, sprężarka powietrza lub skrzydła w samolocie.
Cyfrowe bliźniaki produktów pozwalają organizacjom testować projektowanie, inżynierię i wydajność produktu na dowolnym etapie jego cyklu życia, od pierwszych projektów po jego użytkowanie w rzeczywistych warunkach. Mogą również radykalnie przyspieszyć opracowywanie nowych produktów, umożliwiając testowanie i analizowanie wielu różnych wersji bez konieczności tworzenia wielu fizycznych prototypów.
2. Cyfrowy bliźniak procesu
Cyfrowy bliźniak procesu to wirtualna symulacja całego procesu, takiego jak proces produkcyjny, sieć logistyczna lub operacyjna lub linia produkcyjna w fabryce.
Cyfrowe nagrywanie procesów pozwala organizacjom monitorować i sprawdzać, w jaki sposób poszczególne komponenty nawet najbardziej skomplikowanych procesów współpracują ze sobą, a następnie identyfikować sposoby na poprawę wydajności.
3. Cyfrowe bliźniaki systemowe
Cyfrowe bliźniaki systemowe to wirtualne repliki całych złożonych, połączonych ze sobą systemów, od łańcuchów dostaw i sieci energetycznych po infrastrukturę i sieci transportowe, ścieżki obsługi klienta lub operacje detaliczne w sklepie.
Cyfrowe bliźniaki systemowe umożliwiają organizacjom optymalizację projektowania i wydajności kompletnych, kompleksowych systemów, w tym każdego pojedynczego komponentu, a także sposobu, w jaki różne elementy pasują i współpracują ze sobą.
Jakie technologie umożliwiają tworzenie cyfrowych bliźniaków?
Cyfrowe bliźniaki są możliwe dzięki bezproblemowej integracji wielu różnych, ale wzajemnie powiązanych zaawansowanych technologii. Oto one:
- Sieci IoT i zaawansowane technologie czujników dostarczają ogromne ilości danych w czasie rzeczywistym potrzebnych do tworzenia dokładnych symulacji.
- Rozwiązania do przetwarzania w chmurze i przechowywania danych, które bezpiecznie przechowują i przetwarzają ogromne ilości danych oraz obsługują niezwykle złożone analizy i obliczenia.
- Algorytmy uczenia maszynowego (ML) do analizowania i oceny danych oraz wykonywania autonomicznych działań bez konieczności stosowania wyraźnych ludzkich instrukcji, nadzoru lub interwencji.
- Generacyjne technologie sztucznej inteligencji i modele wielkojęzyczne (LLM) do generowania niezbędnych danych, przyspieszania rozwoju cyfrowych bliźniaków oraz poprawy wydajności i dokładności cyfrowych symulacji bliźniaków.
Przykłady zastosowań cyfrowej technologii Twin
Efektywność i wszechstronność cyfrowego twinningu oznacza, że technologia ta znalazła szeroki zakres zastosowań w różnych branżach. Do najważniejszych z nich należą zarządzanie produkcją i łańcuchem dostaw, rozwój infrastruktury inteligentnego miasta i służba zdrowia.
Wykorzystanie cyfrowych bliźniaków w zarządzaniu produkcją i łańcuchem dostaw
Funkcja Digital twinning umożliwia organizacjom tworzenie wirtualnych symulacji wszystkiego, od pojedynczych produktów po całe linie produkcyjne. Funkcje i komponenty można testować bez konieczności tworzenia fizycznych wersji każdej iteracji, co pomaga zoptymalizować wydajność i zwiększyć wydajność w każdym aspekcie cyklu życia produktu, od projektowania i inżynierii produktu po łańcuchy dostaw i zarządzanie cyklem życia produktu (PLM).
Cyfrowe bliźniaki umożliwiają również organizacjom zdalne monitorowanie swoich zakładów produkcyjnych i operacji łańcucha dostaw w czasie rzeczywistym, aby mogły identyfikować wszelkie wąskie gardła lub testować zmiany przy użyciu najnowszych rzeczywistych danych.
Cyfrowe aplikacje typu Twin w inteligentnych miastach i infrastrukturze
Cyfrową technologię Twin można wykorzystać do modelowania, zarządzania i ulepszania złożonych systemów miejskich, takich jak infrastruktura miejska i sieci transportowe, systemy ścieków, sieci energetyczne i usługi publiczne.
Umożliwiając urbanistom i innym zainteresowanym stronom śledzenie i optymalizowanie schematów przepływu ruchu, usług reagowania kryzysowego, zużycia energii i nie tylko, cyfrowe bliźniaki mogą pomóc miastom stać się inteligentniejsze, czystsze i bardziej energooszczędne.
Digital twinning w opiece zdrowotnej i monitorowaniu pacjentów
W dziedzinie opieki zdrowotnej cyfrowe bliźniaki mogą być wykorzystywane do przyspieszenia rozwoju nowych urządzeń i technologii medycznych, dostarczania bardziej spersonalizowanych leków i poprawy sposobu monitorowania i leczenia pacjentów przez pracowników służby zdrowia.
Na przykład chirurdzy mogą wykorzystywać cyfrowe bliźniaki do modelowania narządów lub praktykowania skomplikowanych nowych technik chirurgicznych. Lekarze mogą przeprowadzać różne symulacje bliźniaków cyfrowych u poszczególnych pacjentów, aby pomóc w diagnozowaniu lub określić, który sposób leczenia prawdopodobnie przyniesie najlepsze rezultaty.
Szpitale wykorzystują cyfrowe symulacje bliźniacze, aby optymalizować swoje operacje, śledzić rozprzestrzenianie się chorób lub monitorować postęp pacjenta w czasie rzeczywistym. Firmy produkujące produkty dla sektora medycznego wykorzystują cyfrowe metody zdobywania punktów, aby budować lepszy sprzęt medyczny lub technologie i wprowadzać na rynek nowe innowacje szybciej i taniej.
Rola cyfrowego bliźniaka w cyberbezpieczeństwie
Digital twinning zaczęło również odgrywać kluczową i szybko rosnącą rolę w projektowaniu, analizowaniu i ulepszaniu infrastruktury cyberbezpieczeństwa przez organizacje.
Korzyści z cyberbezpieczeństwa cyfrowych bliźniaków
Jedną z najpotężniejszych aplikacji do cyberbezpieczeństwa w cyfrowym twinningu jest zdolność do ciągłej symulacji i badania mechanizmów obronnych organizacji w celu identyfikacji potencjalnych punktów podatności. Po zintegrowaniu tego typu cyfrowej symulacji Twin z platformą cyberbezpieczeństwa wyniki symulacji mogą zostać wykorzystane do automatycznego korygowania lub ukierunkowanych rekomendacji poprawek.
Cyfrowe bliźniaki mogą być również używane w połączeniu z autonomicznym czerwonym zespołem, wykorzystując agentów AI do ciągłego bombardowania środowiska repliki z nieograniczoną liczbą i różnorodnością symulowanych cyberataków. Więcej informacji na temat red teamingu, w tym definicję, można znaleźć w poniższej sekcji zatytułowanej „Cyfrowe bliźniaki a red/blue/purple teams’).
Te symulowane ataki mogą radykalnie poprawić zdolność zespołów ds. cyberbezpieczeństwa do identyfikowania, oceniania i ograniczania zagrożeń bezpieczeństwa bez bezpośredniego wpływu na rzeczywiste środowiska IT lub zasoby.
Cyfrowe bliźniaki są zawsze aktualizowane w czasie rzeczywistym. Symulowane ataki mogą korzystać z najnowszych analiz zagrożeń, aby replikować najnowsze lub najbardziej niebezpieczne wektory ataku. Można je również dostosować do konkretnej branży lub sektora, aby naśladować największe pojawiające się zagrożenia, z którymi obecnie się borykają.
Cyfrowe bliźniaki mogą również znacznie zwiększyć możliwości reagowania na incydenty w organizacji, umożliwiając zespołom ds. cyberbezpieczeństwa ćwiczenie, szkolenie i poprawę sposobu reagowania na prawdziwe ataki i zagrożenia w środowisku wirtualnym.
Zagrożenia bezpieczeństwa bliźniaków cyfrowych
Ponieważ są one połączone z systemami, które replikują i zawierają istotne dane na ich temat, cyfrowe bliźniaki same potrzebują zabezpieczeń cybernetycznych. Niezwykle ważne jest, aby cyfrowe bliźniaki opierały się na dokładnych danych o wysokiej integralności i chroniły prywatność wszelkich informacji wrażliwych, poufnych lub zastrzeżonych. Ważne jest również zapobieganie włamaniom do cyfrowych bliźniąt, które mogą pozwolić na manipulowanie modelem w celu uzyskania zwodniczych wyników, a nawet zakłócić operacje w fizycznym systemie, do którego jest wykorzystywany.
Aby chronić swoje rzeczywiste operacje i symulacje wirtualne, organizacje muszą monitorować i ściśle kontrolować, kto ma dostęp zarówno do oryginalnych danych, jak i do wszelkich cyfrowych bliźniąt. Powinni również zadbać o to, aby stosowane przez nich środki cyberbezpieczeństwa były jak najbardziej niezawodne i aktualne, tak aby cyberprzestępcy nigdy nie mieli szansy na uszkodzenie lub atak na ich systemy.
Cyfrowe bliźniaki a zespoły red/blue/purple
Zespoły red/blue/purple są wykorzystywane do symulacji cyberataku i poprawy obrony organizacji. Red teams przejmują rolę atakującego, aby zidentyfikować luki w zabezpieczeniach i ocenić skuteczność mechanizmów kontroli cyberbezpieczeństwa organizacji. Blue teams przyjmują przeciwną postawę, broniąc się przed cyberatakami, aby poprawić wykrywanie zagrożeń i reagowanie na nie. Purple teams pomagają natomiast czerwono-niebieskim zespołom efektywnie współpracować, dzielić się informacjami i spostrzeżeniami oraz poprawiać wydajność zabezpieczeń.
Zespoły red, blue i purple zatrudniają ludzi, którzy w jednym momencie przeprowadzają określone testy lub zadania, pracując w rzeczywistym „żywym” środowisku. Jak wspomniano, jest to skuteczny sposób identyfikacji luk w zabezpieczeniach i oceny ich skuteczności, jak w przypadku wszystkich innych zagrożeń związanych z pracą w środowisku rzeczywistym.
W tym miejscu przewaga cyfrowego bliźniaka staje się jeszcze bardziej atrakcyjna. Cyfrowe bliźniaki mogą przeprowadzać miliony symulowanych ataków w całkowicie wirtualnym środowisku na bieżąco, a środowisko jest stale aktualizowane, aby odzwierciedlać zmieniające się warunki w świecie rzeczywistym. Dzięki temu organizacje mogą przez całą dobę testować swoje zabezpieczenia cybernetyczne, aby stale identyfikować wszelkie luki, oznaczać nowe zagrożenia i eliminować wszelkie braki w zabezpieczeniach.
Jaka jest przyszłość cyfrowego twinningu?
Najnowsze postępy w dziedzinie mocy obliczeniowej i technologii sztucznej inteligencji w wyjątkowym stopniu zmieniły szybkość, możliwości i skuteczność cyfrowych bliźniaków. W miarę rozwoju technologii kilka nowych trendów i innowacji może zmienić kształt, a nawet zrewolucjonizować przyszłość cyfrowego losowania.
Obejmują one przyjęcie cyfrowych bliźniaków przez gwałtownie rosnącą liczbę nowych firm i branż, pojawienie się cyfrowych rynków wymiany informacji i danych bliźniaków oraz możliwość integracji cyfrowych bliźniąt z rzeczywistością wirtualną (VR) lub rzeczywistością rozszerzoną (AR) w celu stworzenia bardziej wciągających symulacji.
Dowiedz się więcej o przyszłości cyfrowego twiningu i poznaj, w jaki sposób Trend Micro wykorzystuje tę technologię, aby pomóc organizacjom w tworzeniu bardziej odpornej, adaptacyjnej i przyszłościowej postawy cyberbezpieczeństwa.