Ονοματεπώνυμο: Πλακιώτης Γεώργιος

Αριθμός Μητρώου: ΤΛ20300

Θέμα:

Τίτλος στα ελληνικά: Επισκόπηση των τεχνολογιών Ψηφιακών Διδύμων

Τίτλος στα αγγλικά: Overview of Digital Twin technologies

Επιβλέπων:

Μπακλέζος Ανάργυρος, Επικ. Καθηγητής, Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΕΛΜΕΠΑ

Τριμελής Επιτροπή

1. Βαρδιάμπασης Ιωάννης, Καθηγητής Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΕΛΜΕΠΑ
2. Μπακλέζος Ανάργυρος, Επικ. Καθηγητής, Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΕΛΜΕΠΑ
3. Νικολόπουλος Χρήστος, Επικ. Καθηγητής Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΕΛΜΕΠΑ

Περίληψη

Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στη μελέτη και ανάλυση της τεχνολογίας των Ψηφιακών Διδύμων (Digital Twins), μίας καινοτόμου προσέγγισης που συνδέει τον φυσικό με τον ψηφιακό κόσμο και αναδεικνύεται σε βασικό πυλώνα του ψηφιακού μετασχηματισμού. Στόχος της εργασίας είναι η αποσαφήνιση της έννοιας των Ψηφιακών Διδύμων, η παρουσίαση των τεχνολογιών που τα υποστηρίζουν, καθώς και η διερεύνηση των εφαρμογών τους σε διάφορους τομείς.

Αρχικά, εξετάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο, η ιστορική εξέλιξη και οι διαφορετικοί τύποι Ψηφιακών Διδύμων, ενώ αποσαφηνίζονται οι διαφορές τους από συναφείς τεχνολογίες, όπως η προσομοίωση και το Digital Shadow. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται οι βασικές τεχνολογικές συνιστώσες, όπως το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (IoT), οι αισθητήρες, η Τεχνητή Νοημοσύνη, η Μηχανική Μάθηση, καθώς και οι υποδομές υπολογιστικού νέφους (Cloud Computing) και Υπολογιστική στην περιφέρεια (Edge Computing), οι οποίες καθιστούν εφικτή τη συλλογή, ανάλυση και αξιοποίηση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο.

Η εργασία επεκτείνεται στη μεθοδολογία υλοποίησης ενός Ψηφιακού Διδύμου, περιγράφοντας την αρχιτεκτονική, τη σύνθεση φυσικού και ψηφιακού μοντέλου και τη χρήση προσομοιώσεων. Επιπλέον, αναλύονται εφαρμογές σε κρίσιμους τομείς, όπως η Βιομηχανία 4.0, η αυτοκινητοβιομηχανία, η ενέργεια, η ιατρική και οι έξυπνες πόλεις. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στο επιχειρηματικό μοντέλο Digital Twin as a Service (DTaaS), το οποίο εισάγει νέες δυνατότητες επεκτασιμότητας, ευελιξίας και διαλειτουργικότητας.

Τέλος, πραγματοποιείται αξιολόγηση των Ψηφιακών Διδύμων με βάση την ακρίβεια, την αξιοπιστία και τη χρηστικότητά τους, ενώ μέσω ανάλυσης SWOT αναδεικνύονται οι δυνάμεις, οι αδυναμίες, οι ευκαιρίες και οι απειλές που συνδέονται με την υιοθέτησή τους. Συμπερασματικά, τα Ψηφιακά Δίδυμα διαθέτουν σημαντικές προοπτικές για τη βελτίωση της λήψης αποφάσεων, τη μείωση του κόστους και την ενίσχυση της αποδοτικότητας συστημάτων και υποδομών, αποτελώντας πεδίο με ιδιαίτερη σημασία για μελλοντική έρευνα και καινοτομία.

Abstract

This thesis focuses on the study and analysis of Digital Twin (DT) technologies, an innovative approach that bridges the physical and digital worlds and is emerging as a key pillar of digital transformation. The main objective is to clarify the concept of Digital Twins, to present the supporting technologies, and to explore their applications across different domains.

Initially, the theoretical background, historical evolution, and different types of Digital Twins are presented, while distinguishing them from related technologies such as simulation and digital shadow. The thesis then examines the fundamental technological components, including the Internet of Things (IoT), sensors, Artificial Intelligence (AI), Machine Learning (ML), and Cloud/Edge Computing, which enable the collection, processing, and exploitation of real-time data.

Furthermore, the implementation methodology of a Digital Twin is analyzed, describing its architecture, the integration of physical and digital models, and the use of simulations. Applications in critical sectors are also presented, such as Industry 4.0, automotive engineering, energy, healthcare, and smart cities. Special emphasis is given to the Digital Twin as a Service (DTaaS) model, which introduces new capabilities of scalability, flexibility, and interoperability for organizations and enterprises.

Finally, the thesis evaluates Digital Twins based on their accuracy, reliability, and usability, while a SWOT analysis highlights their strengths, weaknesses, opportunities, and threats. In conclusion, Digital Twins demonstrate significant potential in enhancing decision-making, reducing costs, improving system efficiency, and paving the way for future research and innovation.

Λέξεις – Κλειδιά

Ψηφιακά Δίδυμα (Digital Twins), Ψηφιακός Μετασχηματισμός, Τεχνολογίες Υποστήριξης, Διαδίκτυο των Πραγμάτων (IoT), Αισθητήρες, Τεχνητή Νοημοσύνη (AI), Μηχανική Μάθηση (Machine Learning), Υπολογιστικό Νέφος (Cloud Computing), Υπολογιστική στην περιφέρεια (Edge Computing), Digital Shadow, Βιομηχανία 4.0, Έξυπνες πόλεις (Smart Cities), Digital Twin as a Service (DTaaS), SWOT ανάλυση, Καινοτομία, Μελλοντική Έρευνα.

Keywords

Digital Twins (DT), Digital Transformation, Enabling Technologies, Internet of Things (IoT), Sensors, Artificial Intelligence (AI), Machine Learning, Cloud Computing, Edge Computing, Digital Shadow, Industry 4.0, Smart Cities, Digital Twin as a Service.,

Ημερομηνία Εξέτασης: Δευτέρα, 27 Οκτωβρίου 11:00 πμ – 12:00 μμ

Χώρος Εξέτασης: Εργαστήριο 7, Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχανικών, Κτίριο Α

Διαδικτυακά: https://meet.google.com/qnb-tyby-jmd