Методы и технологии описания полных жизненных циклов и создания цифровых двойников природных, социальных, организационных и технических процессов и устройств

В данном отчете представлены результаты, связанные с разработкой концепции «цифрового двойника», анализ соответствующей предметной области, выбор и разработка технологий, используемых для создания цифровых двойников объектов и систем различной природы, с акцентом на системы мониторинга С-П-Т систем. Объектом исследования являлись цифровые двойники, как программно-аппаратные комплексы, концепция, и технологии их создания. Целью работы являлась разработка технологий создания цифровых двойников объектов различного происхождения, включая развитие методов и технологий математического и компьютерного моделирования, аппаратного мониторинга состояния сложных объектов и усвоения данных, выбор численных методов и алгоритмов для решения соответствующих задач в части конкретных приложений, формирования потоков данных предметной области их генерация, хранение, обработка, анализ для формирования и принятия соответствующих решений. Методы исследований: методы системного анализа, математического и информационного моделирования, методы искусственного интеллекта, технологии интернета вещей, методы науки о данных. Результатом работ стали результаты анализа предметной области «цифровые двойники» и их расширенная концепция, детализация этой концепции путем декомпозиции по направлениям применения «цифровых двойников», в том числе их классификация, определения и генерация потоков мультимодальных данных в цифровых двойниках с учетом требований их пользователей. Рассмотрены возможные классы технологий, применяемых при создании цифровых двойников. Кроме того, проведены работы по созданию программно-аппаратной инфраструктуры с использованием технологий интернета вещей, выбраны соответствующие протоколы передачи данных и программные стеки для дальнейших исследований, включая организацию пилотной системы двойника научной инфраструктуры с использованием методов дополненной реальности. Результаты работ опубликованы в отечественных и зарубежных журналах и изданиях. Область применения – разработка и создание цифровых двойников объектов и систем различной природы. Значимость работы состоит в том, что развитие технологий «цифровых двойников» согласуется с государственной политикой перехода на новые цифровые технологии в сфере систем управления, организации научных исследований и производства.