Cyfrowy bliźniak w testowaniu

Cyfrowy bliźniak w testowaniu
Koncepcje mają to do siebie, że czasami przeistaczają się w prawdziwe rozwiązanie, a czasami umierają, zanim dojdą do fazy PoC. Koncept cyfrowego bliźniaka (ang. digital twin) osiągnął stadium rozwoju, w którym warto mu się bliżej przyjrzeć. Szczególnie w kontekście testowania.

Czym jest cyfrowy bliźniak?

Cyfrowy bliźniak odnosi się do cyfrowej repliki fizycznych obiektów, systemów i procesów. Jego model to połączenie fizycznego obiektu oraz jego cyfrowego odwzorowania w przestrzeni wirtualnej, realizowany dzięki możliwości przetwarzania danych w czasie rzeczywistym i stałej aktualizacji stanu obiektów i procesów. CB (ang. DT) powstał w przestrzeni produkcyjnej, więc najłatwiej będzie go wyjaśnić.

Istnieją 3 poziomy Digital Twin:

  1. Cyfrowy bliźniak zasobu, np. maszyny, którą chcemy usprawnić lub sprawdzić jej działanie. Cyfrowa reprezentacja przydaje się przy późniejszym wdrażaniu podobnych urządzeń. 
  2. Cyfrowy bliźniak procesu obejmujący modele wszystkich maszyn biorących udział w procesie. 
  3. Cyfrowy bliźniak biznesu, czyli podejście, w ramach którego mamy scyfryzowane informacje o całym biznesie realizowanym przez przedsiębiorstwo.

cyfrowy-blizniak-w-testowaniu-1.jpg

Istnieją narzędzia CB służące do tworzenia symulacji linii produkcyjnych lub całych przedsiębiorstw. Program umożliwił odwzorowanie zasobów firmy za pomocą gotowych elementów symbolizujących np. pracowników czy maszyny. W systemie trzeba wskazać, jakie są zależności pomiędzy poszczególnymi obiektami.

Standaryzacja DTC

Pewnym gwarantem powodzenia rozwoju konceptu może być Digital Twin Consortium, które chce opracować standardy i słownictwo dla technologii cyfrowego bliźniaka. W przedsięwzięcie zaangażowały się Microsoft, Dell, Lendlease i Ansys (producent oprogramowania do symulacji i projektowania przestrzennego). Konsorcjum skupi się na stworzeniu spójnego słownictwa, reguł architektury, bezpieczeństwa oraz na współpracy cyfrowego bliźniaka z systemami informatycznymi, co powinno przyśpieszyć rozwój technologii. Wśród swoich zadań grupa wymienia napisanie otwartego kodu źródłowego, zapewnienie dostępu dla specjalistów i firm, które zajmą się wspólnymi projektami cyfrowego bliźniaka, żeby obniżać koszty inwestycji. Do inicjatywy może dołączyć każda organizacja zainteresowana tą dziedziną. Digital Twin Consortium skoncentruje się na zastosowaniu cyfrowych bliźniąt w czterech obszarach. Pierwszy z nich to przemysł, gdzie technologia ma sprzyjać szybszemu powstawaniu produktów, zmniejszaniu liczby usterek maszyn i obniżaniu kosztów produkcji. Konsorcjum pomoże wytwórcom m.in. w przygotowaniu scenariuszy symulacji czy dostarczaniu szczegółowych wiadomości o istniejących wdrożeniach. DTC wchodzi w skład Object Management Group powstałej w 1989 roku. OMG zajmuje się standaryzacją w branży komputerowej, a wśród rozwijanych przez nią standardów jest m.in. BPMN (ang. Business Process Modeling Notation), czyli graficzne znaki używane do opisu procesów biznesowych, a także UML (ang. Unified Modeling Language) – zunifikowany język modelowania systemów. OMG powołała instytucje zajmujące się normami dla internetu przemysłowego oraz dotyczącymi jakości oprogramowania informatycznego.

Cyfrowy bliźniak i testy oprogramowania

W porównaniu z sytuacją sprzed zaledwie kilku lat, testowanie oprogramowania jest dziś znacznie bardziej skomplikowane. Deweloperzy zmagają się z presją ciągłego wdrażania oprogramowania w bardzo złożonych ekosystemach. Właśnie dlatego cyfrowe bliźniaki są coraz bardziej brane pod uwagę w produkcji oprogramowania.

Od niedawna technologia digital twin została wdrożona do testowania oprogramowania i oferuje kilka dość nieoczkiwanych korzyści. Istnieją różne rodzaje testów, w których dla zweryfikowania możliwych zdarzeń trzeba symulować ich miliony.

Cyfrowy bliźniak może zostać zastosowany w produkcji i testach oprogramowania na każdym z trzech poziomów. Poziom 1 jest już znany i są to różnego rodzaju emulatory i symulatory. Koncept rozszerza ich użycie przez zbudowanie siatki mocków, które pozwalają na generację wielu scenariuszy użycia oprogramowania. Poziom przydatności konceptu cyfrowego bliźniaka będzie w dużej mierze zależał od narzędzi, które pozwolą budować symulator pojedynczego oprogramowania. Na poziomie 2 - zasymulowania procesów - mówimy o konstrukcji zbioru multisymulatorów (jako cyfrowa kopia multisystemów, czyli systemów zbudowanych z innych systemów). Na poziomie 3 nałożone na dwa pozostałe zostaną dane biznesowe. Najważniejsze będzie tu zasilenie symulatorów danymi możliwie najbardziej zbliżonymi do produkcyjnych lub też produkcyjnymi, które pozwolą urealnić wykonywane testy.

Aktualnie najbardziej rozwija się automatyzacja testów napędzana przez AI i modelowanie cyfrowych bliźniaków za pomocą narzędzi typu low-code. Dzięki automatyzacji testów, programiści mogą przewidzieć z dużą dokładnością jak zachowa się oprogramowanie w różnych warunkach. Przykładowo koncept można użyć przy testach autonomicznych samochodów, gdzie cyfrowy bliźniak może pomóc nam symulować radary samochodowe i środowisko jego użycia. Cyfrowe bliźniaki mogą być wykorzystywane również do tworzenia i testowania cyfrowego świata, znanego jako metawers.

Czy to ma szansę zadziałać w testach?

Cyfrowy bliźniak ma szanse powodzenia, ponieważ nie jest niczym nowym, a w postaci symulatorów istnieje na rynku testowania praktycznie od jego początku. Nałożenie na niego integracji z innymi symulatorami oraz danych produkcyjnych również nie jest nowością. Każdy z tych elementów sprawdza się w pewnych specyficznych warunkach i w swojej odsłonie cyfrowego bliźniaka ma takie same szanse powodzenia.

Koncept "pompowany" jest przez AI oraz narzędzia low-code, które jeszcze same w pełni nie udowodniły swojej skuteczności. Szanse na efektywne działanie całości są iloczynem prawdopodobieństwa powodzenia każdej ze składowych. Warto obserwować ten trend, choć ciężko sobie wyobrazić, by weryfikacja jakości coraz bardziej skomplikowanego oprogramowania była możliwa przy pomocy jeszcze bardziej skomplikowanego cyfrowego odpowiednika. 

964
Źródła:
https://www.eweek.com/networking/digital-twins-software-testing/
https://przemyslprzyszlosci.gov.pl/tag/digital-twin/
https://przemyslprzyszlosci.gov.pl/po-co-firmom-digital-twin/

To powinno Cię zainteresować