Digital Twin: Công cụ tối ưu hóa hệ thống an toàn lao động trong sản xuất

Trong thế giới hiện đại, công nghệ kỹ thuật số ngày càng đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người, bao gồm cả sản xuất và quản lý. Một trong những hướng đi đầy hứa hẹn là việc sử dụng các bản sao kỹ thuật số (Digital Twin - DT) của doanh nghiệp, vốn là các mô hình ảo của các đối tượng và quy trình thực tế. Các mô hình này được tạo ra bằng cách sử dụng công nghệ thông tin hiện đại và các phương pháp toán học, cho phép thu thập dữ liệu chính xác và cập nhật về tình trạng của doanh nghiệp cũng như dự báo sự phát triển của nó.

Digital Twin là gì?

Digital Twin (sau đây gọi là DT) là một hệ thống có khả năng học hỏi, bao gồm một tập hợp các mô hình toán học của các thành phần hệ thống khác nhau và liên tục thu thập thông tin từ các cảm biến. Thông tin này được điều chỉnh dựa trên kết quả thử nghiệm thực tế và hệ thống sẽ dự đoán hành vi của hệ thống trong suốt vòng đời của nó. Digital Twin cho phép mô phỏng hành vi của một đối tượng thực trong thế giới thực.

Khái niệm Digital Twin lần đầu tiên được đề xuất khoảng hai thập kỷ trước như một công cụ tích hợp sáng tạo với những ưu điểm rõ rệt: giám sát, mô phỏng và dự báo trong thời gian thực. Về bản chất, đây là một bản sao ảo của một đối tượng thực, trao đổi dữ liệu với đối tượng đó. Kể từ đó, thuật ngữ này đã trở nên phổ biến và bản thân các Digital Twin ngày càng có thêm nhiều khả năng mới qua mỗi năm.

Khả năng của Digital Twin trong việc giám sát và thu thập dữ liệu thời gian thực phụ thuộc vào sự tương tác của các đối tượng vật lý với nhau trong môi trường mô phỏng và với môi trường bên ngoài trong các hệ thống thông tin doanh nghiệp. Phân tích dữ liệu dựa trên các thuật toán xử lý dữ liệu lớn và các công cụ học máy. Sự kết hợp của các công nghệ này và việc triển khai chúng trong một hoặc nhiều dự án đòi hỏi khả năng kỹ thuật, kiến thức và kỹ năng chuyên sâu.

Cho đến gần đây, việc tạo ra các Digital Twin là một nhiệm vụ khá phức tạp, nhưng nhờ sự đột phá trong phát triển các công nghệ kỹ thuật số như Internet vạn vật, mạng 5G, điện toán đám mây và trí tuệ nhân tạo, tình hình đã thay đổi và ngày nay Digital Twin là một trong những xu hướng công nghệ hàng đầu.

Digital Twin hoạt động như thế nào?

Digital Twin bao gồm ba thành phần chính: đối tượng thực, bản sao ảo của nó và sự trao đổi dữ liệu liên tục giữa chúng. Điểm độc đáo của nó nằm ở chỗ thông tin từ các cảm biến của các thiết bị thực đang hoạt động đồng thời được sử dụng để thiết lập dữ liệu đầu vào. Công việc có thể được thực hiện ở cả chế độ trực tuyến (on-line) và ngoại tuyến (off-line), sau đó có thể so sánh dữ liệu đầu ra của Digital Twin với dữ liệu thực tế, phát hiện các điểm bất thường và tìm ra nguyên nhân của chúng.

Lợi ích của việc sử dụng Digital Twin đối với chuyên gia HSE là gì?

Đối với chuyên gia HSE, Digital Twin mở ra những cơ hội mới trong lĩnh vực phân tích rủi ro, lập kế hoạch và kiểm soát các biện pháp đảm bảo an toàn sản xuất và đào tạo nhân viên.

• Đánh giá rủi ro: Digital Twin cho phép tạo ra một mô hình chi tiết của doanh nghiệp, tính đến tất cả các đặc điểm cụ thể và mối liên hệ giữa các thành phần khác nhau. Điều này giúp thực hiện phân tích rủi ro và xác định các khu vực cũng như quy trình dễ bị tổn thương nhất, đồng thời xây dựng các biện pháp ngăn ngừa các tình huống khẩn cấp và giảm thiểu khả năng gây thương tích cho nhân viên.
• Lập kế hoạch và giám sát các biện pháp: Digital Twin cung cấp khả năng đánh giá trước hiệu quả của các biện pháp HSE đã hoạch định, ví dụ như cập nhật thiết bị, triển khai công nghệ mới hoặc thay đổi quy trình làm việc. Điều này cho phép lựa chọn các giải pháp hiệu quả nhất, cũng như theo dõi tiến độ thực hiện các biện pháp ở tất cả các giai đoạn triển khai.
• Đào tạo nhân viên: Digital Twin có thể được sử dụng làm trình mô phỏng để đào tạo nhân sự. Điều này cho phép đào tạo nhân viên trong các điều kiện gần nhất với thực tế, giúp tăng hiệu quả đào tạo và giảm khả năng xảy ra sai sót trong công việc thực tế. Ngoài ra, việc sử dụng Digital Twin có thể giảm đáng kể chi phí thực hiện các thử nghiệm và nghiên cứu về HSE, vì các mô hình ảo cho phép tiến hành thử nghiệm mà không gây rủi ro cho con người và môi trường.

Tuy nhiên, một lần nữa cần lưu ý rằng việc ứng dụng Digital Twin đòi hỏi chuyên gia trong lĩnh vực HSE phải có những kiến thức và kỹ năng nhất định trong lĩnh vực công nghệ thông tin. Do đó, để hiện thực hóa đầy đủ các khả năng này, cần phải tiến hành đào tạo bổ sung và nâng cao trình độ cho các nhân viên HSE.

Như vậy, Digital Twin của doanh nghiệp là một hướng đi đầy hứa hẹn trong lĩnh vực HSE, cho phép nâng cao hiệu quả công việc và cải thiện điều kiện lao động tại doanh nghiệp.