خانه‌شناس دوقلوی دیجیتال را بازنمایی دیجیتال یک موجودیت یا فرایند واقعی دانست که می‌تواند با داده‌های مربوط به سیستم واقعی ارتباط داشته باشد. به گفته وی، در یک دوقلوی دیجیتال معمولاً سه بخش اصلی شامل سیستم واقعی، نسخه دیجیتال آن و سازوکار ارتباط و تبادل داده میان این دو مطرح است.

وی تأکید کرد: دوقلوی دیجیتال صرفاً یک تصویر سه‌بعدی یا مدل رایانه‌ای ثابت نیست. در کاربردهای پیشرفته، داده‌های سیستم واقعی به مدل دیجیتال منتقل می‌شوند و این مدل می‌تواند برای تحلیل وضعیت، شبیه‌سازی سناریوهای مختلف و پشتیبانی از تصمیم‌گیری مورد استفاده قرار گیرد. میزان ارتباط و همگام‌سازی میان سیستم واقعی و مدل دیجیتال نیز بسته به هدف و سطح فناوری متفاوت است.

دوقلوی دیجیتال؛ فناوری جدیدی برای حوزه‌های مختلف علوم

اگرچه بسیاری از کاربردهای اولیه دوقلوی دیجیتال در حوزه‌های مهندسی، تولید و زیرساخت شکل گرفته‌اند، این فناوری به حوزه‌هایی مانند سلامت، حمل‌ونقل، انرژی، ساخت‌وساز و برنامه‌ریزی شهری نیز گسترش یافته است.

در حوزه عوامل انسانی و ارگونومی، از این فناوری می‌توان در طراحی محیط کار، تحلیل ایمنی، بهینه‌سازی تجهیزات، بررسی تعامل انسان و ربات و آموزش استفاده کرد. همچنین در برخی کاربردهای سازمانی، تحلیل رفتار و عملکرد، مدیریت تغییر و بررسی شاخص‌های رفاه کارکنان نیز مورد توجه قرار گرفته است؛ هرچند میزان پیشرفت این کاربردها یکسان نیست.

چرا ارگونومی به فناوری‌های دیجیتال نیاز دارد؟

در روش‌های متداول ارزیابی ارگونومیکی، ارزیاب با مشاهده فعالیت، اندازه‌گیری و استفاده از روش‌های استاندارد، وضعیت بدن، نیرو، تکرارپذیری حرکات و سایر عوامل خطر را بررسی می‌کند. این روش‌ها همچنان بخش مهمی از ارزیابی ارگونومیکی هستند، اما در محیط‌های کاری پیچیده و متغیر، ثبت همه تغییرات وضعیت کار در طول زمان ممکن است دشوار باشد.

از سوی دیگر، شناسایی یک خطر پایان فرایند ارگونومی نیست. برای مثال، اگر ارتفاع یک میز کار نامناسب باشد، تغییر آن ممکن است ضروری باشد؛ امّا این پرسش مطرح می‌شود که چه ارتفاعی مناسب‌تر است یا تغییر محل ابزارها و روش انجام کار چه اثری بر وضعیت بدن خواهد داشت.

در چنین شرایطی، مدل‌های دیجیتال می‌توانند امکان بررسی گزینه‌های مختلف را پیش از اجرای تغییر در محیط واقعی فراهم کنند. برای مثال، می‌توان ارتفاع میز، محل قرارگیری ابزارها، موقعیت قطعات یا روش انجام فعالیت را در محیط دیجیتال تغییر داد و پیامدهای احتمالی هر سناریو را از نظر شاخص‌های ارگونومیکی مقایسه کرد.

ارتباط صنعت ۴.۰ و صنعت ۵.۰ با ارگونومی

خانه‌شناس با اشاره به تحول دیجیتال در صنعت گفت: دوقلوی دیجیتال را باید در چارچوب تحول فناوری‌های صنعتی و حرکت از صنعت ۴.۰ به سوی رویکردهای انسان‌محور صنعت ۵.۰ بررسی کرد.

در صنعت ۴.۰، فناوری‌هایی مانند اینترنت اشیا، سامانه‌های سایبر-فیزیکی، حسگرها، رایانش ابری و هوش مصنوعی برای ایجاد فرایندهای متصل، هوشمند و داده‌محور به کار گرفته می‌شوند. در ادامه این مسیر، صنعت ۵.۰ بر سه محور انسان‌محوری، پایداری و تاب‌آوری تأکید دارد. در این رویکرد، فناوری می‌تواند در کنار افزایش بهره‌وری، برای بهبود سلامت، ایمنی و شرایط کاری نیروی انسانی نیز مورد استفاده قرار گیرد.

دوقلوی دیجیتال چه چیزی به ارزیابی ارگونومیکی اضافه می‌کند؟

به گفته خانه‌شناس، ارزش این فناوری برای ارگونومی را می‌توان در سه حوزه اصلی دنبال کرد:

• دسترسی به داده‌های بیشتر از فعالیت واقعی کارکنان: حسگرهای پوشیدنی و سایر تجهیزات می‌توانند اطلاعاتی درباره حرکت بدن و وضعیت اندام‌ها فراهم کنند و این داده‌ها برای تحلیل الگوهای حرکتی و مواجهه با عوامل خطر مورد استفاده قرار گیرند.
• شبیه‌سازی مداخلات پیش از اجرا: تغییرات مختلف در طراحی ایستگاه یا روش انجام کار را می‌توان در محیط دیجیتال بررسی و پیامدهای احتمالی آن‌ها را مقایسه کرد.
• تحلیل پویای شرایط کار: در صورت وجود داده و زیرساخت مناسب، به جای بررسی یک مقطع زمانی، تغییرات فعالیت و شرایط کار در طول زمان نیز قابل مطالعه خواهد بود.

پژوهش‌های انجام‌شده نیز ظرفیت این رویکرد را نشان داده‌اند. برای نمونه، در یک مطالعه منتشرشده درInternational Journal of Industrial Ergonomics، یک دوقلوی دیجیتال از یک ایستگاه کاری در خط مونتاژ خودروسازی شرکت فیات ایجاد شد و شاخص ارگونومیکی در محیط دیجیتال با نتایج ارزیابی تجربی مقایسه شد. پژوهشگران همچنین از مدل برای بررسی تغییرات طراحی با هدف کاهش بار ارگونومیکی استفاده کردند.

در مطالعه دیگری نیز یک محیط دیجیتال برای ارزیابی ارگونومیکی کارگران در یک سیستم مونتاژ خودرو توسعه یافت و امکان بررسی ترکیب‌های مختلف فعالیت و راهبردهای چرخش شغلی فراهم شد. نتایج نشان داد که راهبردهای متفاوت چرخش شغلی می‌توانند بر شاخص‌های ارگونومیکی اثرگذار باشند.

از دوقلوی دیجیتال انسان تا ارگونومی انسان‌محور

خانه‌شناس یکی دیگر از حوزه‌های در حال توسعه را تلاش برای ایجاد دوقلوی دیجیتال انسان عنوان کرد و گفت: در این رویکرد، اطلاعات مربوط به فرد، فعالیت او و تعاملش با محیط کار می‌تواند در یک مدل دیجیتال مورد استفاده قرار گیرد.

در مدل‌های سنتی، ممکن است یک انسان مجازی برای تحلیل وضعیت بدن یا طراحی محیط ساخته شود؛ اما در مفهوم دوقلوی دیجیتال انسان، هدف ایجاد ارتباط با داده‌های واقعی و چندمنبعی و فراهم کردن امکان تحلیل و بازخورد پویاتر است.

آیا دوقلوی دیجیتال جایگزین ارزیاب ارگونومی می‌شود؟

خانه‌شناس در پاسخ به این پرسش که آیا دوقلوی دیجیتال و فناوری‌های هوشمند می‌توانند جایگزین متخصصان ارگونومی شوند، پاسخ منفی داد.

وی تأکید کرد که دوقلوی دیجیتال باید به عنوان ابزار پشتیبان تصمیم‌گیری مورد استفاده قرار گیرد، نه جایگزین متخصص ارگونومی یا روش‌های معتبر ارزیابی.

به گفته وی، کیفیت نتایج به کیفیت داده‌ها، دقت مدل، نحوه اتصال آن به سیستم واقعی و اعتبار روش‌های تحلیلی وابسته است. متخصص ارگونومی همچنان نقش مهمی در شناسایی خطر، تفسیر داده‌ها و انتخاب مداخله دارد و فناوری می‌تواند امکان مشاهده دقیق‌تر و مقایسه گزینه‌های مختلف را پیش از اجرای تغییرات فراهم کند.

چالش‌های پیش‌روی دوقلوهای دیجیتال

با وجود ظرفیت‌های این فناوری، ایجاد و نگهداری یک دوقلوی دیجیتال قابل اتکا به زیرساخت فنی مناسب، حسگرهای متناسب با هدف، داده‌های باکیفیت، مدل‌های دقیق و نیروی متخصص نیاز دارد. بنابراین هزینه و پیچیدگی پیاده‌سازی می‌تواند برای برخی سازمان‌ها قابل توجه باشد.

حریم خصوصی و امنیت داده‌ها نیز از ملاحظات مهم، به‌ویژه در کاربردهای مرتبط با انسان، است. هنگامی که اطلاعات مربوط به حرکات، عملکرد یا وضعیت فیزیولوژیکی کارکنان جمع‌آوری می‌شود، باید مشخص باشد چه داده‌هایی جمع‌آوری می‌شوند، چه کسانی به آن‌ها دسترسی دارند و اطلاعات با چه هدفی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

منابع تخصصی، از جمله گزارش مؤسسه ملی استانداردها و فناوری ایالات متحده آمریکا (NIST)، بر اهمیت استانداردسازی، اعتماد، امنیت و اعتبارسنجی در توسعه دوقلوهای دیجیتال تأکید کرده‌اند.

خانه‌شناس خاطرنشان کرد: بسیاری از کاربردهای دوقلوهای دیجیتال در حوزه انسان و ارگونومی هنوز در حال توسعه هستند و برای استفاده گسترده، به مطالعات تجربی بیشتر، اعتبارسنجی در محیط‌های واقعی و توسعه چارچوب‌ها و استانداردهای مناسب نیاز دارند.

در نهایت، دوقلوی دیجیتال را می‌توان ابزاری برای حرکت ارگونومی از ارزیابی وضعیت موجود به سمت پیش‌بینی پیامد تغییرات و مقایسه مداخلات پیش از اجرا دانست؛ رویکردی که می‌تواند در صورت توسعه و اعتبارسنجی مناسب، به طراحی محیط‌های کاری هوشمندتر و انسان‌محورتر کمک کند.