“Digital Twin” của bạn có đang chỉ là một mô hình 3D đắt tiền? Bản chất không nằm ở “hình thức” mà ở “đồng bộ trạng thái”

Trong quá trình các doanh nghiệp và chính quyền địa phương thúc đẩy DX, ngày càng có nhiều thông báo kiểu như “chúng tôi đã xây dựng Digital Twin”. Khi nhìn thấy các mô hình đô thị 3D độ chi tiết cao có thể tự do thao tác trên trình duyệt, hay dữ liệu CAD đẹp mắt của nhà máy, người ta dễ có cảm giác như tương lai đã thực sự đến.

Tuy nhiên, ở đây có một cái bẫy mà cả ngành rất dễ rơi vào.

Nhiều dự án hiểu nhầm rằng chỉ cần tạo ra một mô hình 3D CG đẹp mắt là đã hoàn thành Digital Twin.

Ranh giới giữa mô hình 3D và Digital Twin

Hãy quay lại ý nghĩa của từ Digital Twin — “bản sao số”. Nếu đã gọi là “twin”, thì thế giới thực và thế giới ảo phải liên kết với nhau theo một cách nào đó.

Nếu ngoài đời xảy ra ùn tắc giao thông, thì trong thành phố số cũng xuất hiện tình trạng xe cộ ùn lại. Nếu nhiệt độ của một máy móc trong nhà máy thực tăng lên, thì máy móc tương ứng ở phía số cũng phát cảnh báo. Chỉ khi những thay đổi của thế giới thực được phản ánh sang phía số thông qua dữ liệu, chúng ta mới có thể nói rằng mình đã bước đến điểm khởi đầu của Digital Twin.

Cho dù chi hàng chục triệu yên để tạo mô hình 3D của một thành phố, nếu dữ liệu đó chỉ lưu lại “khung cảnh tại thời điểm được tạo ra”, thì nó vẫn chỉ là một bản đồ 3D hoặc một cuốn catalogue cao cấp. Bản chất của Digital Twin không nằm ở “tái hiện hình thức”, mà ở “đồng bộ trạng thái”.

“Đồng bộ” cũng có nhiều cấp độ

Để dễ hình dung hơn, có thể phân biệt ba giai đoạn trên con đường tiến tới Digital Twin.

Giai đoạn đầu tiên là Digital Model. Đây là việc ghi lại thực tế tại một thời điểm nhất định, gần giống như một bức ảnh. “Thành phố 3D chỉ lưu lại khung cảnh tại thời điểm được tạo ra” ở phần đầu chính là trường hợp này.

Giai đoạn thứ hai là Digital Shadow. Những thay đổi của thế giới thực được tự động phản ánh sang phía số, giống như một chương trình truyền hình trực tiếp. Bạn có thể biết ngoài đời đang xảy ra điều gì, nhưng về cơ bản chỉ đang quan sát.

Giai đoạn thứ ba mới là Digital Twin theo đúng nghĩa. Trong khi theo dõi “truyền hình trực tiếp”, chúng ta có thể thử trên phía số rằng “nếu làm thế này thì điều gì sẽ xảy ra?”, rồi đưa kết quả trở lại để hỗ trợ quyết định hoặc thao tác trong thế giới thực. Từ thực sang số, rồi từ số trở lại thực. Chỉ khi thông tin qua lại theo hai chiều, “bản sao” mới thực sự trở nên hữu ích.

Giá trị thực sự nằm ở việc có thể thử các kịch bản “nếu như”

Trong thành phố hay nhà máy ngoài đời thực, chúng ta không thể tùy ý thử nghiệm. Không thể xây thử một nhà trẻ chỉ để xem điều gì xảy ra, cũng không thể cố tình vận hành máy móc cho đến khi hỏng.

Giá trị của Digital Twin nằm ở khả năng thử đi thử lại các kịch bản “nếu như” mà không làm tổn hại đến thế giới thực.

“Nếu xây thêm một nhà trẻ ở khu vực này, số trẻ phải chờ chỗ sẽ giảm bao nhiêu?”
“Nếu thay đổi cách vận hành, có thể trì hoãn sự cố máy móc được bao lâu?”

Đồng bộ trạng thái là điều kiện tiên quyết để đảm bảo rằng những phép tính như vậy dựa trên “thực tế hiện tại” chứ không phải “thực tế đã cũ”. Nói cách khác, trước cả câu hỏi “cần đồng bộ điều gì?”, câu hỏi đầu tiên nên là: “Chúng ta muốn cải thiện quyết định nào?”

Trước hết, có thực sự cần “3D” hay không?

Đến đây, một sự thật quan trọng khác cũng trở nên rõ ràng: trong nhiều nghiệp vụ, nhân vật chính của Digital Twin không phải là đồ họa 3D.

Ví dụ, nếu chính quyền địa phương muốn cải thiện dịch vụ cho người dân, thì để dự báo nhu cầu nhà trẻ hoặc lập kế hoạch sơ tán cho những người cần hỗ trợ khi xảy ra thiên tai, không cần tạo avatar 3D cho từng cư dân rồi cho họ đi lại trong không gian ảo.
Điều cần thiết là nắm bắt các dữ liệu như nhóm tuổi, cấu trúc hộ gia đình và tình trạng sử dụng cơ sở dưới dạng thống kê theo từng khu vực.
Chính tập hợp “dữ liệu thuộc tính và dữ liệu chuyển động” như vậy mới là nội dung của Digital Twin trong hành chính công. Trong phần lớn trường hợp, biểu đồ, bản đồ hoặc dashboard đã đủ để con người hiểu tình hình.

Tất nhiên, cũng có những trường hợp 3D là không thể thiếu. Để mô phỏng dòng chảy của nước khi lũ lụt xảy ra hoặc sự thay đổi về ánh sáng mặt trời do một tòa nhà mới gây ra, cần có mô hình không gian mang thông tin về hình dạng và vị trí. 3D cũng phát huy tác dụng khi cần xác định chính xác đang nói tới thiết bị nào trong nhà máy, hoặc khi chia sẻ hình ảnh công trình sau khi hoàn thành tại một buổi giải thích cho cư dân.
Ngoài ra còn có các mô hình đô thị 3D như PLATEAU của Bộ Đất đai, Hạ tầng, Giao thông và Du lịch Nhật Bản, trong đó chứa cả dữ liệu thuộc tính như công năng và chiều cao của tòa nhà. Vì vậy, 3D không đồng nghĩa với việc chỉ có “hình thức”.

Điều quan trọng là không nên xem đây là lựa chọn “3D hay dữ liệu”. 3D chỉ là một trong những phương thức hiển thị được lựa chọn theo mục đích — không hơn, không kém.

Vì sao “thành phố ảo 3D” lại nổi bật đến vậy?

Dù vậy, tại sao khi nghe đến Digital Twin, nhiều người lại nghĩ ngay đến các thành phố ảo 3D?

Lý do lớn nhất là vì 3D khiến “thành quả có thể nhìn thấy được”. Trong một buổi họp báo hay phiên giải trình trước hội đồng địa phương, một cảnh quan thành phố đẹp có thể thao tác trên trình duyệt là thứ ai cũng có thể hiểu ngay lập tức.
Ngược lại, cơ chế thu thập dữ liệu từ hệ thống của từng phòng ban và tiếp tục cập nhật định kỳ lại không tạo ra thứ gì bắt mắt trên màn hình. Nó khó giải thích và cũng không “ăn ảnh”. Vì vậy, càng là phần quan trọng thì lại càng khó thu hút ngân sách và sự chú ý.

Không nhất thiết phải là “real-time”

Khi nói đến đồng bộ, “real-time” thường được xem như trạng thái lý tưởng. Nhưng tần suất cần thiết thực ra phải được quyết định dựa trên tốc độ của quyết định sử dụng thông tin đó.

Nếu là bất thường của máy móc trong nhà máy, có thể cần cập nhật theo đơn vị vài giây. Nếu là ùn tắc giao thông, có thể cần theo đơn vị vài phút. Nhưng nếu là dự báo nhu cầu nhà trẻ, cập nhật mỗi tháng hoặc mỗi năm có thể đã đủ. Cấu trúc hộ gia đình hay nhóm tuổi vốn dĩ không thay đổi từng phút.

Nếu cố biến mọi thứ thành real-time, chi phí sẽ tăng vọt. Ngược lại, chỉ cần xác định tần suất đồng bộ phù hợp với chu kỳ ra quyết định cũng có thể tránh được rất nhiều khoản đầu tư không cần thiết.

Cảm giác không ổn với câu “đã hoàn thành”

Digital Twin không phải là một sản phẩm làm xong rồi để đó. Vì thực tế liên tục thay đổi, mỗi năm đều cần con người, cơ chế và ngân sách để tiếp tục cập nhật dữ liệu. Bảo trì cảm biến, kết nối giữa các hệ thống, kiểm tra chất lượng dữ liệu — tất cả đều phải tiếp tục.

Ngay khi những hoạt động này dừng lại, Digital Twin sẽ quay trở về thành một bức ảnh của quá khứ, tức một Digital Model.

Theo nghĩa đó, bản thân câu thông báo “Digital Twin đã hoàn thành” cũng có phần mâu thuẫn với đặc tính của Digital Twin.
Điều nên được hỏi không phải là nó hoàn thành vào ngày nào, mà là nó đã được vận hành liên tục trong bao nhiêu năm.

5 câu hỏi cần trả lời trước khi triển khai

Các doanh nghiệp và chính quyền địa phương đang cân nhắc Digital Twin nên tự trả lời những câu hỏi sau trước khi xem đề xuất từ nhà cung cấp.

• Chúng ta muốn cải thiện quyết định nào, và cải thiện theo cách nào?
• Để làm được điều đó, cần dữ liệu nào từ thế giới thực?
• Dữ liệu đó cần được cập nhật với tần suất bao nhiêu để kịp phục vụ quyết định?
• Ai sẽ tiếp tục cập nhật dữ liệu, và ai sẽ chịu chi phí?
• Không gian vật lý có ảnh hưởng đến kết quả hay không? Nếu có, hãy cân nhắc sử dụng 3D.

Nếu xử lý dữ liệu liên quan đến người dân, một câu hỏi khác không thể thiếu là: “Chúng ta được phép xử lý dữ liệu của ai, và trong phạm vi nào?”

Nếu chưa trả lời được những câu hỏi này mà đã đặt hàng một mô hình 3D độ chi tiết cao, khoản đầu tư có thể rơi vào tình trạng đảo ngược giữa mục tiêu và phương tiện.

3D có thể bổ sung sau

Sau khi luồng dữ liệu đã được xây dựng, 3D có thể được bổ sung như một phương thức hiển thị. Nhưng nếu chỉ xây phần hình thức trước, luồng dữ liệu sẽ không tự nhiên xuất hiện sau đó.

Đừng bắt đầu từ vẻ ngoài. Hãy đi ngược từ quyết định mà bạn muốn thay đổi. Đối với nhiều tổ chức, chính luồng dữ liệu vô hình mới là phần cốt lõi thực sự cần tập trung giải quyết.