সারাক্ষণ ডেস্ক

যখন একটি কারখানার গোপনীয়তা রক্ষা করতে হয়, তখন নিরাপত্তা কর্মীদের জন্য ফটো তোলার অনুরোধটি অস্বাভাবিক কিছু নয়। তবে লন্ডনের উত্তর-পশ্চিমে মিল্টন কেইনসের এই শিল্প ক্যাম্পাসটি বিশেষভাবে সতর্ক। এটি হল অরাকল রেড বুল রেসিং-এর বাড়ি, একটি ফর্মুলা ১ দল যা এমন একটি প্রতিযোগিতায় জড়িত যেখানে ইঞ্জিনিয়ারিং-এর এমন স্তর প্রয়োজন যা বেশিরভাগ নির্মাতাদের অনেক দূর পিছনে ফেলে দেবে।

রেড বুল প্রায় ১,৫০০ জন লোক নিয়োগ করে যারা রেসিং কার নির্মাণ করে। তাদের প্রধান মিশন হল দলের ড্রাইভারদের—ম্যাক্স ভার্সট্যাপেন (যিনি ২০২১ সাল থেকে তিনটি বিশ্ব চ্যাম্পিয়নশিপ জিতেছেন) এবং সার্জিও পেরেজ—এর জন্য আরও বেশি রেস জয়ী হওয়ার জন্য তাদের দুইটি গাড়িকে সর্বোচ্চ কর্মক্ষমতায় রাখা। ট্র্যাকে, তারা এমন একটি বিশ্বে রেস করে যেখানে ৩০৫ কিলোমিটারের মধ্যে কয়েক সেকেন্ডের ভগ্নাংশ বিজয়ীদের থেকে পরাজিতদের আলাদা করে। তবে আরেকটি জগৎ রয়েছে যেখানে F1 দলগুলি লড়াই করে: একটি ভার্চুয়াল জগৎ।

একটি মরসুমে, রেড বুলের গাড়িগুলি হাজার হাজার ডিজাইন পরিবর্তন এবং সমন্বয়ের শিকার হবে। এগুলি করতে হবে অত্যন্ত দ্রুতগতিতে, উপাদানগুলি ডিজাইন করা, পরীক্ষা করা, প্রেরণ করা এবং প্রতিযোগিতার মধ্যে কয়েক দিনের মধ্যে ফিট করতে হবে। কোন ভুলের জায়গা নেই। এর F1 প্রতিদ্বন্দ্বীদের মতো, রেড বুল শুধুমাত্র সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে যা পুরো উৎপাদন প্রক্রিয়ার অনুকরণ করে, যাতে কোন সমস্যার উদ্ভব হওয়ার আগেই সমাধান করা যায়। সেই অনুকরণটি “ডিজিটাল টুইন” নামে পরিচিত একটি প্রযুক্তি ব্যবহার করে করা হয়। গতির, নির্ভরযোগ্যতার এবং খরচের ক্ষেত্রে এই টুইনগুলি যে সুবিধা প্রদান করে তা উৎপাদনের ভবিষ্যৎকে প্রতিনিধিত্ব করে। একটি ডিজিটাল টুইন একটি বস্তুর ভার্চুয়াল প্রতিনিধিত্ব। এটি একটি গাড়ি বা একটি বিমান হতে পারে। অথবা, আমরা পরবর্তী দুটি গল্পে যেমন বিবেচনা করেছি, এটি আরও জটিল সিস্টেম, যেমন শিল্প প্রক্রিয়া বা দেহের অঙ্গপ্রত্যঙ্গ হতে পারে। এমনকি একটি সাধারণ গাড়ির অংশের ক্ষেত্রেও, এটি কেবল শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলির চেয়ে বেশি কিছু অন্তর্ভুক্ত করে, যেমন বস্তুটি কীভাবে তৈরি হয়েছিল, কীভাবে এটি পুরানো হয় এবং কীভাবে এটি ভেঙে যায় এবং পুনর্ব্যবহারযোগ্য হয়।

কাজ করার জন্য, একটি ডিজিটাল টুইনকে তার শারীরিক প্রতিরূপ দ্বারা ক্রমাগত আপডেট করতে হয়। এটি সেই সমস্ত কিছু যা পরিমাপ করা যেতে পারে তা পরিমাপ করার জন্য সেন্সর থেকে প্রাপ্ত রিয়েল-টাইম তথ্য ব্যবহার করে করা হয়। রেড বুলের ক্ষেত্রে, এর প্রতিটি গাড়ির ডিজিটাল টুইন ২৫০টিরও বেশি সেন্সর দ্বারা ক্রমাগত আপডেট করা হয় যা ইঞ্জিনের কর্মক্ষমতা, টায়ারের তাপমাত্রা এবং সাসপেনশনের গতিবিধি যাচাই করে। প্রতিযোগিতার শেষে, প্রতিটি গাড়ির দ্বারা দলের ইঞ্জিনিয়ারদের কাছে প্রেরিত ওয়্যারলেস ডেটার পরিমাণ টেরাবাইটে পৌঁছাতে পারে।

হেক্সাগনের স্বয়ংচালিত বিভাগের প্রধান ইগ্নাজিও ডেন্টিসি বলেন, রেস ট্র্যাকটি বৃহত্তর মোটর শিল্পে ডিজিটাল টুইনগুলি স্থানান্তরের জন্য একটি পরীক্ষাগার হিসেবে কাজ করে। এতে লেজার স্ক্যানার অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যা রেড বুল অংশগুলির মাত্রা পরীক্ষা করতে ব্যবহার করে মাত্র দুই মিলিয়ন মিটারের মধ্যে। এটি চরম মনে হতে পারে, তবে F1 একটি চরম খেলা। শুধুমাত্র এই ধরনের নির্ভুলতা অংশগুলি ডিজাইন স্পেসের সাথে মেলে তা নিশ্চিত করে না, এটি এও নিশ্চিত করে যে তারা F1 নিয়ম দ্বারা নির্ধারিত কঠোর মাত্রার বাইরে চলে না, যা অযোগ্যতার দিকে নিয়ে যেতে পারে।

গাড়ি ডিজাইনের ডিজিটাইজেশন এবং সিমুলেটরে প্রোটোটাইপ যানবাহনের ভার্চুয়াল পরীক্ষার ফলে একটি নতুন মডেলের একটি নিয়মিত যানবাহন ধারণা থেকে গণ উত্পাদনে নেওয়ার প্রক্রিয়া প্রায় পাঁচ বছর থেকে প্রায় দুই বছর কমে গেছে, যোগ করেন মিস্টার ডেন্টিসি। গাড়ি নির্মাতারা এখন তাদের কারখানা এবং সরবরাহ চেইনের ডিজিটাল টুইন তৈরি করার চেষ্টা করছে যাতে উৎপাদন আরও দক্ষতার সাথে পরিকল্পনা করা যায়। ডেটার পরিমাণ বাড়ার সাথে সাথে, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা (AI) টুইনগুলি বিশ্লেষণ করতে এবং উন্নতির পরামর্শ দিতে সাহায্য করবে।

বিস্ময়! এটা টুইনস

সবকিছু ডিজিটাল টুইন শুরু হওয়ার থেকে অনেক দূরে। সাধারণত এটি অ্যাপোলো মহাকাশ কর্মসূচি এবং বিশেষত ১৯৭০ সালের ১৩ই এপ্রিলের সাথে যুক্ত। সেই দিনে (প্রায়ই ভুল উদ্ধৃত) শব্দগুলি “হিউস্টন, আমাদের একটি সমস্যা হয়েছে,” বলা হয়েছিল, যেহেতু অ্যাপোলো ১৩ এর তিনজন মহাকাশচারী জানিয়েছিল যে একটি অক্সিজেন ট্যাঙ্ক ফেটে গেছে, কিছু স্পেসক্রাফটের সমালোচনামূলক সিস্টেমকে অক্ষম করেছে। তাদের নিরাপদে পৃথিবীতে ফিরিয়ে আনতে সহায়তা করার জন্য, নাসার প্রকৌশলীরা ক্রুদের প্রশিক্ষণের জন্য ব্যবহৃত সিমুলেটরগুলি ব্যবহার করেছিলেন নতুন চালচলন পদ্ধতিগুলি বের করতে। সিমুলেটরগুলি মূলত শারীরিক মডেল ছিল, যেহেতু কম্পিউটারাইজেশন সীমিত ছিল। তবে এটি ক্ষতিগ্রস্ত স্পেসক্রাফট থেকে প্রেরিত ডেটা ব্যবহার করে সমস্যাগুলি পুনরায় তৈরি করা সম্ভব হয়েছিল, এবং সেই অনুযায়ী সমাধানগুলি অন্বেষণ করা হয়েছিল।

যেহেতু কম্পিউটার শক্তি বৃদ্ধি পেয়েছিল এবং জটিল নকশা এবং উত্পাদন প্রোগ্রামগুলি আবির্ভূত হয়েছিল, একটি খাঁটি ডিজিটাল মডেল ব্যবহারের ধারণা ছড়িয়ে পড়ে। এরোডাইনামিক্স অন্বেষণ করার জন্য ব্যয়বহুল উইন্ড টানেলের প্রয়োজন ছাড়াই কাঠামোগত বিশ্লেষণ এবং গণনামূলক তরল গতিবিদ্যার মতো বিষয়গুলির জন্য বিশেষায়িত সফ্টওয়্যারও বিকশিত হয়েছে। একই সময়ে, শক্তিশালী কম্পিউটার গ্রাফিক্স ফলাফলগুলি আরও বিস্তৃত উপায়ে প্রদর্শন করতে দেয়, ভার্চুয়াল-রিয়ালিটি সিস্টেমগুলি সহ যা প্রকৌশলীদেরকে বিমান বাহিনীর ভিতরে প্রবেশ করার অনুমতি দেয়, পাশাপাশি ভার্চুয়াল রাস্তা এবং রেস ট্র্যাকে ভার্চুয়াল গাড়ি চালানোরও সুযোগ দেয়।

এখন এই সরঞ্জামগুলি সবচেয়ে বড় স্কেলে ব্যবহৃত হচ্ছে। ওকলাহোমার টিঙ্কার এয়ার ফোর্স বেসে, আমেরিকার বিশাল B-52 বোম্বারগুলির পুরো ৭৬টি বহরের ইঞ্জিন প্রতিস্থাপন করতে হবে। এই ঠান্ডাযুদ্ধের বিমানগুলি ১৯৫০ এর দশক থেকে তৈরি এবং প্রতিটি বিমানের আটটি জেট ইঞ্জিন রয়েছে, যা চারটি পডে জোড়া জোড়া জেট হিসাবে কনফিগার করা হয় এবং তাদের ডানার নিচে ঝুলিয়ে রাখা হয়। কাজটি, এবং আপডেট করা বোম্বারগুলি কীভাবে উড়বে, তা ইতিমধ্যে ভালভাবে বোঝা গেছে। এর কারণ হল পুরো প্রক্রিয়াটি একটি ডিজিটাল টুইন ব্যবহার করে ব্যাপকভাবে অন্বেষণ করা হয়েছে।

যখন ইঞ্জিন-প্রতিস্থাপন প্রোগ্রামটি টেন্ডারে দেওয়া হয়েছিল, তখন মার্কিন বিমান বাহিনী ডিজিটাল মডেলগুলিকে একটি প্রয়োজনীয়তা তৈরি করেছিল, যেকোন কাগজের পরিকল্পনাকে অযোগ্য করে। এই ভার্চুয়াল “ফ্লাই-অফ”, যা সম্ভবত $2.6bn মূল্যের  ছিল, তা রোলস-রয়েস, একটি ব্রিটিশ প্রকৌশল গোষ্ঠী দ্বারা জিতেছিল, যা একটি B-52 এ ইনস্টল করা তার F130 সামরিক ইঞ্জিনের একটি ডিজিটাল টুইন ব্যবহার করেছিল। এই ইঞ্জিনগুলি ইন্ডিয়ানাপোলিসের একটি রোলস-রয়েস কারখানায় তৈরি করা হবে।

রোলস-রয়েস, এর দুটি বড় আমেরিকান প্রতিদ্বন্দ্বী, জেনারেল ইলেকট্রিক এবং প্র্যাট অ্যান্ড হুইটনি, যারা চুক্তির জন্যও প্রতিদ্বন্দ্বিতা করেছিল, তারা ডিজিটাল টুইনগুলি ব্যবহার করে তাদের ইঞ্জিনগুলির কার্যকারিতা পর্যবেক্ষণ শুরু করেছিল। এয়ারলাইন্সগুলি তাদের বিমানের জন্য ইঞ্জিনগুলি কিনত, সেগুলি রক্ষণাবেক্ষণ করত এবং তাদের নিজস্ব খুচরা যন্ত্রাংশের স্টক বহন করত। এখন তারা প্রধানত তাদের ইঞ্জিনগুলি ভাড়া দেয় একটি সাবস্ক্রিপশন মডেল ব্যবহার করে যা “ঘণ্টা প্রতি শক্তি” নামে পরিচিত, যার অর্থ হল নির্মাতারা শুধুমাত্র তাদের ইঞ্জিনগুলি কাজ করার সময় অর্থ প্রদান করে।

ফলস্বরূপ, “আমরা আমাদের বেসামরিক ইঞ্জিনগুলির আচরণ বুঝতে অত্যন্ত উৎসাহী,” ব্যাখ্যা করেছেন স্টিভ গ্রেগসন, একজন সিনিয়র রোলস-রয়েস প্রকৌশলী। প্রতিটি ইঞ্জিন, তাই, একটি ডিজিটাল টুইন রয়েছে। যখনই আসল ইঞ্জিনগুলি আকাশে থাকে, সেন্সরগুলি ডেটা একটি খোলা ২৪ ঘণ্টা পর্যবেক্ষণ কেন্দ্রের দিকে রিলে করে যেখানে টুইনগুলি আপডেট করা হয় এবং কোনও অমিল হওয়ার জন্য পরীক্ষা করা হয়। একটি ধরণের AI ব্যবহার করে স্বয়ংক্রিয় অ্যালগরিদমগুলি, তারপরে এমন প্যাটার্ন এবং অস্বাভাবিকতাগুলির সন্ধান করে যা সহজে প্রকাশিত হতে পারে না।

এটি বাস্তবে কীভাবে কাজ করে তা চিত্রিত করতে, মিস্টার গ্রেগসন সিঙ্গাপুর থেকে লস অ্যাঞ্জেলেসে সাম্প্রতিক একটি ফ্লাইটের বর্ণনা দেন। ছাড়ার কয়েক ঘণ্টা পর, স্বাস্থ্য পর্যবেক্ষণ একটি সম্ভাব্য ইঞ্জিন সমস্যাটি সনাক্ত করে এবং সম্ভাব্য কারণটি প্রস্তাব করে। ইঞ্জিনিয়াররা এয়ারলাইন এবং পাইলটদের সাথে যোগাযোগ করেন, এটি সিদ্ধান্তে পৌঁছে যে ফ্লাইটটি চালিয়ে যাওয়া নিরাপদ। এদিকে, ইন্ডিয়ানাপোলিস থেকে প্রযুক্তিবিদদের একটি দল ডাকা হয়েছিল, ফ্রান্স থেকে একটি বিমানে খুচরা যন্ত্রাংশ পাঠানো হয়েছিল এবং একটি প্রতিস্থাপন ইঞ্জিন সংগ্রহ করা হয়েছিল। ফ্লাইটটি অবতরণের সময়, একটি দল মেরামত করার জন্য প্রস্তুত ছিল এবং যত তাড়াতাড়ি সম্ভব বিমানটিকে আবার আকাশে উঠানোর জন্য প্রস্তুত ছিল।

সমস্যাগুলি ঘটার আগে সনাক্ত করা নিরাপত্তা এবং আর্থিক সুবিধা উভয়ই রয়েছে। এটি নিয়মিত পরিষেবাকে আরও কার্যকর করে তোলে। বিমানগুলি ব্যবহৃত ইঞ্জিনগুলি নির্দিষ্ট সময়সীমায় পরিষেবা প্রয়োজন ছিল, যদিও কিছু যাত্রা অন্যদের তুলনায় আরও বেশি পরিধান এবং ক্ষয়ক্ষতির কারণ হয়। মধ্যপ্রাচ্যের মতো একটি মরুভূমি অঞ্চলে একটি বিমানবন্দর থেকে উড়ে যাওয়া বিমানগুলি অমসৃণ ধূলিকণাগুলি গ্রহণ করতে পারে, যা উপাদানগুলিকে দ্রুত ক্ষয় করে। নির্দিষ্ট ফ্লাইটগুলি আরও বেশি লোডেড থাকে, যা চাপ বৃদ্ধি করে। এবং কিছু পাইলট অন্যদের তুলনায় থ্রটলগুলি আরও শক্তভাবে টানেন। যেহেতু ডিজিটাল টুইনগুলি এই সমস্ত কিছু বিবেচনা করে, রক্ষণাবেক্ষণ সময়সূচীগুলি প্রতিটি ইঞ্জিনের আসল পরিধানের সাথে মিল রেখে প্রস্তুত করা যেতে পারে। এর মানে হল কিছু ইঞ্জিন উইংয়ের উপর প্রায় ৩০% বেশি সময় ধরে থাকতে পারে, বলেছেন রোলস-রয়েসের একজন সিনিয়র ডিজাইন ম্যানেজার রব ফক্স।

যদিও অনেক গাড়ি তাদের মালিকদের জানায় যে কখন পরিষেবা প্রয়োজন, বেশিরভাগের কাছে জেট ইঞ্জিন এবং F1 গাড়ির মতো তাদের উপর নজরদারি করার জন্য উন্নত ডিজিটাল টুইন নেই। তবে সেন্সরগুলি সস্তা হয়ে গেলে এবং মডেল তৈরি করা সহজ হয়ে গেলে, এটি পরিবর্তন হতে পারে। অন্যান্য পণ্য অনুসরণ করতে পারে, ফোন থেকে ওয়াশিং মেশিন পর্যন্ত। প্রযুক্তিটি এখনও তার সর্বোচ্চ গতিতে প্রবেশ করেনি।