Концепция устойчивого развития появилась на фоне признания мировым сообществом проблем экологии, развития общества и науки, ограниченности природных ресурсов. Устойчивое развитие предполагает, что удовлетворение потребностей современного общества и текущая деятельность человека не должна наносить вреда для последующих поколений. За почти 35 лет своего существования концепция претерпела некоторые изменения. В настоящее время под устойчивым развитием обычно понимают баланс между экономическим, экологическим и социальным развитием, экономический рост без ущерба окружающей среде, способствующий разрешению социальных проблем. К 2030 году на Земле будет 700 городов с населением более 1 млн человек. Сложность управления такой городской инфраструктурой ставит серьезные экономические, экологические вопросы и вызовы. С другой стороны, производственные практики во многом остались на уровне семидесятых годов прошлого века, когда на планете было чуть более 2 млрд жителей. Сейчас, когда население превысило 7 млрд человек, усложняется инфраструктура, уже невозможно думать экспансивно и производить продукцию с использованием прежних подходов.  Кроме того, из-за деятельности человека уменьшается биологическое разнообразие, сокращаются популяции животных. За последние тридцать лет они уменьшились примерно на 70%. Не менее сложная ситуация с водными ресурсами, нарастают проблемы изменения климата, обеспечения населения пресной водой, большим рискам подвержены продовольственные рынки, качественная еда становится все менее доступной, а земельные ресурсы не успевают восполняться.  Становится все более очевидным, что для предотвращения необратимого ущерба от изменения климата необходимы срочные меры. Уровень экологической деградации в результате применения текущих моделей производства и потребления приближается к точке невозврата. Цели ООН в области устойчивого развития к 2030 году ставят перед компаниями и правительствами набор задач, к которым нужно стремиться, и у нас только десять лет, чтобы выполнить эти обязательства. Прежних поэтапных подходов недостаточно для того, чтобы в течение десятилетия прийти к безуглеродной, «замкнутой» экономике. Миру нужны более радикальные инновации. Компании, организации и правительства все чаще ставят цели по достижению устойчивости, однако реализовать конкретные планы намного труднее. И, несмотря на все свои благие намерения, большинство организаций пока не знают, какие шаги следует предпринять для достижения этих целей. Может ли технология цифровых двойников стать рычагом для быстрого и масштабного внедрения устойчивости и экономики замкнутого цикла? Достижение глобальных целей ООН к 2030 году потребует радикально более устойчивых способов управления продуктами и услугами на протяжении всего их жизненного цикла изделия, объекта или услуги, от проектирования до использования и вывода из эксплуатации. Цифровые двойники - часть решения. Что такое цифровые двойники? Это виртуальные представления продукта или даже такой сложной экосистемы как город в реальном времени. Они используются для моделирования и тестирования инноваций. В частности, цифровые двойники обеспечивают безопасную среду тестирования различных инноваций. За счет моделирования всей цепочки создания стоимости они могут повысить устойчивость продуктов и услуг на протяжении всего жизненного цикла, от проектирования для повторного использования, от минимизации использования материалов во время производства до оценки выбросов углерода и моделирования логистики для систем экономики замкнутого цикла. Компании Accenture и Dassault Systèmes недавно выпустили отчет, в котором раскрывается, как цифровые двойники могут стимулировать инновации, а также сокращать расходы и использование ресурсов, что в конечном итоге способствует устойчивости и цикличности экономики. Согласно этому совместному исследованию («Designing Disruption: The Critical Role of Virtual Twins in Accelerating Sustainability», Accenture и Dassault Systèmes, 2021 г.), цифровые двойники могут помочь компаниям получить к 2030 году совокупную экономическую выгоду в размере 1,3 триллиона долларов и добиться в следующие 10 лет сокращения выбросов CO2 на 7,5 Гт. Эти результаты были получены для пяти сценариев использования и представляют лишь небольшую часть преимуществ повсеместного внедрения цифровых двойников во всех соответствующих секторах промышленности и в госсекторе. В исследовании рассматриваются примеры использования в пяти отраслях: строительство, производство потребительских товаров, транспорт, науки о жизни, а также электрика и электроника.  Отрасль      Сценарий использования технологии цифровых двойников     Строительство и городская среда      Оптимизация эффективности операций за счет применения технологии цифровых двойников. Усовершенствование проектирования городской среды с использованием моделирования и оптимизации.     Производство потребительских товаров      Разработка экологичных продуктов с помощью 3D-моделирования и симуляции.     Использование производственных площадок для выпуска экологичных продуктов с применением технологии цифровых двойников. Транспорт и мобильность      Использование технологии цифровых двойников для проектирования продукции, создания опытных образцов и тестирования. Оптимизация и повышение эффективности с помощью технологии цифровых двойников.     Науки о жизни      Оптимизация производственных площадок для выпуска фармацевтических продуктов с использованием цифровых двойников. Виртуализация клинических испытаний с использованием технологии цифровых двойников.     Электрика и электроника      Утилизация отходов, электрического и электронного оборудования с использованием технологии цифровых двойников. Возможность повторного использования электронных и электрических продуктов, организация производства замкнутого цикла.     Эти пять направлений выбраны по той причине, что они наиболее актуальны для бизнеса и в наибольшей степени влияют на выбросы углекислого газа, имеют весомые экономические последствия. Можно эффективно использовать имеющиеся ресурсы, например, вследствие применения цифровых двойников, экономия электроэнергии может составить от 20% до 80%. На обслуживании зданий и сооружений можно сэкономить почти 300 млрд долларов и сократить выбросы CO2.  Однако, несмотря на то, что это проверенные и уже доступные сегодня технологии, цифровые двойники используют лишь 10% организаций, которые должны были бы применять данный подход для ускорения своих усилий по обеспечению устойчивого развития. Таким образов, можно существенно изменить ситуацию, задействовав цифровых двойников в 90% случаев, когда они еще не используются. В исследовании говорится о том, как технологии цифровых двойников могут обеспечить существенные инновации в области устойчивого развития в масштабе, позволяющем достичь целей ООН и перестроить глобальную экономику, сделав ее более замкнутой и низкоуглеродной.  Исследование показало, что сейчас только 48% руководителей внедряют устойчивость в свои операции. Что касается эффективности использования ресурсов и экономики замкнутого цикла, то лишь 50% компаний принимают соответствующие меры. Между тем половина опрошенных руководителей считает, что бизнес будет самым важным игроком в достижении целей ООН по устойчивому развитию. Однако только 21% опрошенных руководителей считают, что бизнес выполняет свои обязательства в этой области.  Цифровые двойники - важный шаг вперед в обеспечении устойчивости и улучшении финансовых показателей компаний. Это делает цифровых двойников подходящим решением для всех трех аспектов устойчивости: окружающей среды, экономики и общества. Для достижения целей ООН в области устойчивого развития необходимы прорывные инновации. Технология цифровых двойников может сделать возможными радикальные действия, необходимые всем заинтересованным сторонам. Так, согласно исследованию, данная технология имеет большой потенциал в борьбе с климатическим кризисом. Что дает использование технологии цифровых двойников? Снижение стоимости производства продукции. Уменьшение регуляторных рисков. Возможности реализации новых моделей обслуживания. Уменьшение потребности в площадях при осуществлении операций и производстве продукции. Возможности кросс-функционального сотрудничества. Сокращение времени выпуска на рынок товаров и услуг. Считается, что пандемия COVID-19 затормозила коллективный прогресс в достижении многих целей устойчивого развития. Теперь, когда предприятия и организации во всем мире стремятся ускорить выполнение требований устойчивого развития, технологии цифровых двойников могут сыграть ключевую роль.  Цифровые двойники уже работают: мировой рынок оценивается в 5,4 миллиарда долларов и прогнозируется, что в течение следующих пяти лет его среднегодовой рост будет составлять 36%. Однако текущий уровень внедрения цифровых двойников во всем мире составляет всего 10%, а это означает, что существует огромный неиспользованный потенциал для более широкого применения данной технологии для решения глобальных проблем устойчивости и ускорения достижения целей устойчивого развития ООН. Критически необходимы последовательное и постоянное повышение производительности, эффективности использования ресурсов, сокращения выбросов и отходов. Но сами по себе такие усилия не помогут преодолеть климатический кризис и достичь цели устойчивого развития. Это требует фундаментальной трансформации базовых систем и процессов, а технологии цифровых двойников, масштабно развертываемые в различных отраслях, являются решением проблемы.  Но как именно работают цифровые двойники, и как применять их в реальном мире? Поскольку цифровой двойник - виртуальное представление продукта или экосистемы в реальном времени, которое можно использовать для моделирования, визуализации, прогнозирования и предоставления отзывов о свойствах и функциональных характеристиках продукта, создавать его можно виртуально: моделировать переменные, прогнозировать результаты и выполнять итерации процесса, причем с высокой точностью. Идея состоит в том, чтобы сэкономить время, деньги и ресурсы, а также повысить безопасность, соответствие нормативным требованиям и производительность. И это уже происходит.  Цифровой двойник позволяет моделировать продукт в целом, в различных условиях и контекстах. А это означает получение не только немедленной обратной связи о том, выполнены ли функциональные требования к продукту, но также и ключевой информации о нефункциональных требованиях. Этот подход может привести к лучшим результатам на нескольких этапах: изготовление, сборка, тестирование, обслуживание и даже разборка и утилизация. И последнее особенно ценно, когда нужно думать об устойчивости и необходимости максимального повторного использования получаемых в ходе разборки материалов.  Виртуальные или цифровые двойники используются для моделирования сложных систем, от автомобилей до городов, они имитируют их функционирование с точностью, которая позволяет перейти непосредственно от виртуальной модели к созданию продукта или решения. Не нужно тратить годы на получение опытного образца и постепенное его улучшение. Скорость вывода продуктов на рынок и снижение рисков сложных проектов объясняет, почему технологии виртуальных, цифровых двойников были использованы при разработке 85% электромобилей в мире, задействованы в более 75% проектов в мировой ветроэнергетики и в прорывных пилотных проектах, таких как первый в мире самолет на солнечных батареях и новые биоматериалы. Цифровые двойники могут получать реальные данные, которые, в свою очередь, создают обратную связь и со временем приводят к улучшению конструкции. Это значительно ускоряет процесс обновления продукта. Например, если ваш автомобиль может собирать данные о своей надежности и передавать их команде инженеров, это означает, что любые сбои могут быть устранены в будущих обновлениях. И ценность этого типа обратной связи будет только возрастать по мере того, как становятся все более популярными новые электромобили и автономные транспортные средства. Это ускорение обновлений продуктов также поддерживает постоянно растущую индивидуальную адаптацию и возможности выбора конфигурации и кастомизации. Обратная связь такого типа важна, поскольку транспортное средство все больше становится «системой систем», бесшовно объединяющей механические, электрические и программные компоненты, что также управляется цифровым двойником. Все это создает возможности для усовершенствований и улучшений. Необходимо собрать огромные объемы данных и выстроить правильную аналитику, чтобы в режиме реального времени получить представление о том, что происходит. Для этого можно задействовать облачные технологии. Таким образом, цифровые двойники – это виртуальное представление продукта, процесса или всей системы в реальном времени, которое используется для моделирования, визуализации, прогнозирования и предоставления обратной связи по свойствам и функциональным характеристикам изделия. В понимании Dassault Systèmes цифровой двойник - это цифровая технология, которая позволяет моделировать продукт или систему, либо систему систем, создавать, производить, выводить из эксплуатации эти системы. Цифровой двойник - не только модель фабрики или автомобиля. Это среда, в которой можно в режиме реального времени постоянно вносить новые данные и изменения, смотреть, что при этом происходит, что можно улучшить, проводить различные симуляции продуктов. Это совмещение виртуального и реального мира. При этом можно задействовать и другие развивающиеся технологии, такие как искусственный интеллект и машинное обучение, большие данные, облачные вычисления. Это дает возможность оптимизировать имеющиеся продукты или производить инновационную продукцию.  Компания Dassault Systèmes 40 лет работает на технологическом рынке, и принципы устойчивого развития, гармонизации продукта и человека, изначально были заложены в миссию компании, стали частью её ДНК. Она всегда стремилась с помощью технологий сделать этот мир лучше. Можно сказать, что компания является одним из пионеров практики устойчивого развития. Одно из направлений ее работы - 3D-проектирование. Так появились первый цифровой самолёт, цифровой автомобиль. И такое проектирование непосредственно связано с устойчивым развитием, ведь в отличие виртуальных тестов с использованием цифровых моделей при натурных испытаниях затрачивается намного больше человеческих, природных ресурсов и, конечно, времени. Можно провести очень большое число виртуальных испытаний, внести изменения и выбрать наилучшую модель. Например, модель автомобиля в результате становится достаточно близкой к оптимальной. С 1999 года Dassault Systèmes использует также концепцию жизненного цикла изделия. Эти практики активно применяются, например, в авиастроительной или в автомобильной отрасли. Что касается других областей, таких “умные города” или охрана человеческого здоровья, то они в этом отстают. Сейчас Dassault Systèmes начинает активно работать с партнерами в области развития городов, создания элементов ”умной инфраструктуры” и даже цифровых двойников человека. Уже есть проект по созданию цифрового двойника живого сердца. В этом заинтересованы как научное сообщество, так и практикующие хирурги, которые по модели сердца смогут лучше понять, как проводить операцию.  В настоящий момент Dassault Systèmes работает над цифровым двойником мозга. Подобные технологии можно использовать для более эффективного лечения. Таким образом, компания находится на гребне волны устойчивого развития. Она сотрудничает со всеми производителями электромобилей, которые на 100% используют лучшие практики устойчивого развития. 75% компаний, использующие генерацию энергии ветра, также работают с Dassault Systèmes. Цифровые двойники позволяют усовершенствовать разные этапы исследования, разработки и эксплуатации продуктов. Однако для успеха необходимо сотрудничество разных организаций, объединение разных знаний и технологий, наконец – изменение мышления.  Dassault Systèmes, как технологический лидер, внедряющий инновации в широком спектре отраслей, считает, что сейчас настал критический момент для стимулирования трансформационных изменений в бизнесе в двух направления: цифровой трансформации и устойчивого развития.   Устойчивое развитие требует изменения ментальности компании и людей, которые в ней работают. Как показывают опросы руководителей компаний, 99% из них подтверждает важность устойчивого развития (даже на глобальном уровне), но лишь 20% компаний реально этими вопросами занимаются. В России данный показатель ещё ниже.  Как сама бизнес-модель, так и подходы к производству продукции или оказанию услуг должны учитывать практики устойчивого развития. При этом большое внимание следует уделять корпоративной культуре. Нужно также соотносить с данными практиками цели, которых требуется достичь, продумать, что можно улучшить с точки зрения устойчивого развития. Исследование Dassault Systèmes и Accenture показывает, что повестки экономического и устойчивого развития неразделимы: должны быть единые цели, единые KPI. Руководители среднего и старшего звена должны понимать, какие сейчас существуют технологии, какие имеются финансовые инструменты, чтобы компания была более устойчивой. Следует проводить масштабные изменения, которые приведут к прорывным подходам. Однако устойчивое развитие может оказаться для компании затратным, поэтому нельзя полагаться только на какую-то частную инициативу. Оно предполагает сотрудничество между государством и частным бизнесом.  В России важно не опоздать с реализацией концепции устойчивого развития.  Почему компаниям стоит присмотреться к концепции устойчивого развития? С финансовой стороны показателен индекс S&P500, куда входят самые успешные компании мира. Почти все они занимаются устойчивым развитием. Компании, следующие принципам устойчивого развития и бережливого производства, реализуют прозрачные процессы и привлекательны для инвесторов. Руководители компаний должны способствовать изменениям в оценке показателей и отслеживанию ценности устойчивого развития, увязывая его с корпоративными стратегиями роста и учитывая эти ценности при принятии решений об инвестициях в технологии и инновации. Нужно связать воедино программы в области технологий и устойчивого развития, понимать особенности технологии цифровых двойников и потенциальных вариантов ее использования в организации, включая требования к инфраструктуре и существующие ограничения, заручиться широкой поддержкой частного, государственного секторов и гражданского общества. Для достижения целей устойчивого развития необходимо широкое сотрудничество обмена технологиями, реализация соответствующих программ и инициатив со стороны государства. Хотите узнать больше? Переходите по ссылкам!   Рациональное производство. Руководство по трансформации бизнеса Готова ли ваша организация к глобально-локальной стратегии производства? Узнайте, как производители транспортных средств могут повысить адаптивность, чтобы соответствовать глобальным требованиям к экологичности