Монография подготовлена сотрудниками Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг» и Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» в партнерстве с Инфраструктурным центром НТИ по направлению «Технет» СПбПУ и является продолжением одноименного краткого доклада (сентябрь 2019 г.) и обзора «Цифровые двойники: вопросы терминологии» (декабрь 2021 г.). Издание содержит аналитические и экспертные материалы по одному из основных трендов IV промышленной революции и ключевых компонентов цифрового инжиниринга (Digital Engineering) – по разработке и применению цифровых двойников (Digital Twins) в целях создания в кратчайшие сроки глобально конкурентоспособной, наукоемкой и высокотехнологичной продукции. Рассмотрены как примеры определений и трактовок термина «цифровой двойник» зарубежных и отечественных специалистов и высокотехнологичных компаний, так и подход к созданию цифровых двойников высокотехнологичных изделий промышленности, опирающийся на уникальный опыт выполнения проектов инженерами и учеными СПбПУ. В книге рассмотрен рынок цифровых двойников – представлены основные тренды его развития, драйверы и барьеры, а также выделены ключевые игроки и сформированы прогнозы развития. Отдельный раздел посвящен рассмотрению примеров реализации технологии цифровых двойников на практике не только в различных отраслях промышленности, но и в других секторах экономики. На обложке – общая карта направлений публикационной активности по совместной упоминаемости ключевых слов по тематике «цифровой двойник» (Digital Twin) (1993–2022 гг.). Анализ публикационной активности по данным системы Scopus на основе 167 ключевых слов, которые совместно упоминаются в научных публикациях от 15 раз и более. Карта построена в программном обеспечении VOSviewer.

This monograph has been prepared by the SPbPU School of Advanced Engineering Studies in Digital Engineering and SPbPU Advanced Manufacturing Technologies Center of the National Technology Initiative in partnership with the SPbPU Technet Infrastructure Center of the National Technology Initiative. It extends and further develops the same-titled preliminary research report (September 2019) and the overview paper entitled “Digital Twins: Matters of Terminology” (December 2021). The monograph provides analysis and insight on the development and application of digital twins. Being one of the major trends of the unfolding fourth industrial revolution and a key component of digital engineering, the digital twin is a disruptive technology that reimagines how globally competitive and R&Dintensive products are engineered in the shortest time possible. This publication features definitions and interpretations of the digital twin by foreign and Russian experts and high-tech companies. The authors propose an approach to developing digital twins of hightech manufacturing industry products based on SPbPU engineers’ and scientists’ unique experience of related projects. The authors also identify and analyze key digital twin market trends, drivers, barriers and stakeholders, as well as forecast the digital twin market. A separate section focuses on use cases of digital twin technology in industries not limited to manufacturing, but also encompassing other economic sectors. Image on the front cover: the co-occurrence network of the Digital Twin related terms extracted from the Scopus abstract and citation database (Scopus data include 167 terms that co-occur 15 times or more in the period 1993–2022). The network has been constructed and visualized in the VOSviewer software tool.

• ОГЛАВЛЕНИЕ
• СПИСОК РИСУНКОВ
• СПИСОК ТАБЛИЦ
• ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ В ЦИТАТАХ
• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. КОНЦЕПЦИЯ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ
• 1.1. История развития концепции цифровых двойников
• 1.1.1. Предпосылки развития концепции цифровых двойников
• 1.1.2. Концепция цифровых двойников Майкла Гривса
• 1.1.3. Концепция цифровых двойников НАСА и ВВС США
• 1.1.4. Цифровой двойник на цикле зрелости технологий Gartner
• 1.1.5. Современный этап развития концепции цифровых двойников
• 1.1.6. Развитие концепции цифровых двойников в России
• 1.2. Обзор научной литературы по тематике цифровых двойников
• 1.2.1. Концепция цифровых двойников в научной литературе
• 1.2.2. Прикладное исследование научных публикаций по тематике цифровых двойников
• 1.3. Подходы к определению понятия «цифровой двойник»
• 1.3.1. Основные характеристики подходов к определению понятия «цифровой двойник»
• 1.3.2. Типологизация подходов к определению понятия «цифровой двойник», разработанная Центром НТИ СПбПУ
• 1.3.3. Обзор ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения»
• 1.4. Концепция цифровых двойников изделий Центра НТИ СПбПУ
• 1.4.1. Основные положения и этапы формирования концепции цифровых двойников изделий Центра НТИ СПбПУ
• 1.4.2. Технология разработки цифровых двойников изделий
• 1.4.3. Результат применения технологии цифровых двойников изделий
• ГЛАВА 2. РЫНОК ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ
• 2.1. Современный этап развития рынка цифровых двойников
• 2.1.1. Объем и прогноз развития мирового рынка цифровых двойников
• 2.1.2. Ключевые игроки мирового рынка цифровых двойников
• 2.1.3. Современный этап развития российского рынка цифровых двойников
• 2.2. Основные направления развития рынка цифровых двойников
• 2.2.1. Тренды развития мирового рынка цифровых двойников
• 2.2.2. Драйверы развития мирового рынка цифровых двойников
• 2.2.3. Влияние пандемии коронавирусной инфекции на развитие мирового рынка цифровых двойников
• 2.2.4. Барьеры развития мирового рынка цифровых двойников
• 2.2.5. Основные направления развития российского рынка цифровых двойников
• ГЛАВА 3. РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ
• 3.1. Меры и механизмы поддержки развития цифровых двойников
• 3.1.1. Мировая практика формирования государственной политики в области цифровых двойников
• 3.1.2. Мировая практика сотрудничества различных стейкхолдеров в области цифровых двойников
• 3.1.3. Меры и механизмы поддержки развития цифровых двойников в России
• 3.2. Примеры реализации технологии цифровых двойников
• 3.2.1. Реализация технологии цифровых двойников в мире
• 3.2.2. Реализация технологии цифровых двойников в России
• ПРИЛОЖЕНИЕ
• Приложение 1. Определения понятия «цифровой двойник»
• Приложение 2. Платформенные решения для разработки цифровых двойников
• Приложение 3. Системный инжиниринг и основные положения теории решения изобретательских задач
• Приложение 4. Глоссарий терминов в области цифровых двойников изделий
• БИБЛИОГРАФИЯ