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数字孪生的兴起

兑现他们的承诺

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文章
数字孪生的兴起

在遥远的银河系中

很久以前,在一个遥远的星系中,数字孪生的目标很明确。从窃取的数字图像中,莱娅公主和她的叛军指挥官可以查明帝国死星的致命缺陷——并派出他们的 X 翼战斗机和绝地来摧毁它。

太空星舰

在现实世界

回到现实世界,数字孪生不再是为了摧毁星际空间站,而是为了优化各种工业部门中极其复杂且昂贵的资产的寿命和运营。电影当然少了,但更具吸引力。

前提是相同的:数字副本提供资产的完整可视化,依靠数据和技术提供以前无法实现的远程洞察力,几乎可以了解其设计、操作和性能的几乎每个方面。

对现状、假设和将要发生的情景的洞察力使 21 世纪数字孪生能够改进规划和建设过程,使其尽可能节省时间和资源。将双胞胎的信息输入高级分析和数据模型,使操作员能够进行预测性维护,最大限度地减少停机时间,并防止潜在问题成为实际问题。

别处

数字孪生可以提高单个建筑物和工厂运行后的环境绩效和生产力。它们可以帮助资产运营商有效且高效地管理报废和退役。他们可以帮助提升工作人员的技能,而无需将他们送到危险或偏远的地方,在大流行期间更是如此,因为旅行限制和地面专业知识有限。

更重要的是,数字孪生能力可以改造为广泛的现有资产,以提高性能和生产力——从设计阶段的沉浸式技术到运营阶段的供应链信息。

因此,数字孪生的概念是一个成熟的概念,例如,它提供实际价值的能力已经在制造业中得到证明。那么,为什么数字孪生尚未兑现其在能源或建筑环境等关键领域的承诺?

数字城市

建造时与维护时

数字孪生在制造业中取得成功的部分原因是,为该行业典型的可重复、模块化资产设计构建它们比为能源等行业中独特的、特定于位置的结构构建它们是一个更直接、更具成本效益的过程。

未来的设施

无损检测冶金

同样,尽管设计、构建和运营专家已经证明自己能够为最复杂、价值数十亿美元的资产创建 3D 图像,但这通常是数字化应用停止的地方。

从石油钻井平台和风力涡轮机到石化工厂和制药环境,甚至城市,都已进行数字化渲染,这一过程极大地提高了规划和建设过程的效率。至关重要的是,数字孪生几乎总是“按原样”构建的。一旦资产移交给运营部门,关于如何在最佳水平运行和维护资产的信息非常少,关于它们如何实时运行的信息就更少了。由于各种因素,例如涡轮机的物理退化、由于维护导致的次优性能、不同的风力条件等,风力涡轮机的效率和因此的输出将不同于竣工并随时间变化。数字孪生反映每个涡轮机的实际状况和性能至关重要,因此可以优化整个风电场的性能。

换句话说,“维持原样”的画面仍然基本上不存在。一旦疲劳和退化不可避免地造成损失,数字双胞胎就不再与物理双胞胎相匹配。维持计划的生产力水平所需的正确化学品注入量是多少?是什么导致能源消耗和碳排放量激增?在哪里最有效地部署维护预算?当资产接近使用寿命时,正确的投资是什么?数字双胞胎可以提供所有这些答案——但往往没有这样做。

“维持原样”的画面在很大程度上仍然不存在。一旦疲劳和退化不可避免地造成损失,数字双胞胎就不再与物理双胞胎相匹配。

这并不是说这方面的工作还没有完成。世界各地都有一些才华横溢的人,通常埋藏在不同的项目中,他们正在考虑将更有效的数据分析融入其中,以便操作员可以使用和理解实时过程信息。还致力于开发更多预测模型,使用通过智能传感器从资产中获取的数据。但迄今为止,这更类似于数字涉足,而不是完全开发的数字战略,并且还没有真正证明它是建立一致价值的可扩展参考点。

因此,十博下载的一部分是将“数字孪生”思维从设计和建造阶段扩展到运营和维护。接下来的挑战是决定谁最适合提供为现实世界创建成功十博下载所需的能力。

海上风电场

编排技术

它们可能缺乏星球大战特效部门的科幻色彩,但在技术层面上,现实世界的数字孪生可能要复杂得多。 3D 可视化通常由无人机、相机和激光扫描仪开发,更像是谷歌地图的一个非常精细和高级的版本,而不是全息表示,但它可以很容易地被操纵以产生非凡的洞察力。

例如,当用户“走过”数字资产时,可以添加信息层以提供实时或接近实时的状态更新。潜在问题可以用红色、琥珀色或绿色突出显示,并归类为流程或资产问题。可视化查询允许用户查看特定细节——平面图、维护计划、以前的工作、设备序列号、成本、计划、输出——并在不涉足资产的情况下做出决策。

物联网技术(传感器、连接、分析和网络安全)创建了一个自动反馈循环,因此资产本身可以提供其自身状态的更新,以使其与其数字孪生保持同步。多个新旧系统经过精心编排、管理和组合以创造价值。

没有一家供应商可以提供所有这些。因此,除了协调单独的技术外,运营商还必须协调多方面的供应商和专家团队。

新希望

净水器

我们的能力和专业知识

能力就在那里——专业知识也在那里。答案在于将它们有效地结合在一起。这意味着对数字孪生采用更多的生态系统方法,并与不仅可以集成各种系统,还可以集成基础设计、构建和运营专业知识的合作伙伴合作,为开发提供信息并实现价值最大化。

作为系统集成商 (SI),Wood 戴上了安全帽,这意味着团队与其数字助手一样了解物理现实。这种“行业第一”的专业知识对于汇集能源部门和建筑环境所需的所有组件和技能至关重要。

行业首创的方法可以对拟议资产的设计和建造做出充分知情的贡献,甚至可以整体进行建造。同样,它可以确定哪些资产将从改造中受益以及所需的技术,以便可以将投资定向到能带来最大价值的地方。至关重要的是,像伍德这样的运营商可以将技术供应商关于其交付能力的一些更大胆的主张置于背景中并进行调解。

这在涉及复杂资产时尤为重要。在投资决策和资产上线之间的五年或更长时间内,技术将显着进步。 SI 必须能够帮助资产运营商和业主度过这段时间滞后,因此“面向未来”的心态是成功的关键因素。

最后,还有一个非常重要的 CAPEX 与 OPEX 问题。新的资本限制已将问题置于首位和中心,但成功的数字孪生战略更多地基于 TOTEX(总支出)方法。数字孪生可以大量减少运营计划和计划外支出,对盈利能力产生直接影响。但是,获得必要的技术规格来满足这些要求几乎肯定会重新平衡 CAPEX 和 OPEX 计算。同样,这是正确的 SI 能够支持的事情。

迄今为止,数字孪生的问题还不是技术问题。它一直是一种方法:技术优先而不是行业优先、传统融资以及过度依赖单一供应商。最重要的是,成功的数字孪生是关于成功领导的生态系统;没有一家公司可以单独完成这一切。相反,力量来自网络和真正的联盟。这就是科幻小说成为数字事实的方式。

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