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数字双胞胎的兴起

履行承诺

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数字双胞胎的兴起

在一个遥远的星系里

很久以前,在一个非常非常遥远的星系里,建立一个数字双胞胎的目标是明确的。通过窃取的数字图像,莱娅公主和她的叛军指挥官们可以找到帝国死星的致命缺陷,并派出他们的x翼战斗机和绝地武士来摧毁它。

太空星船

在现实世界中

回到现实世界,数字双胞胎的任务不是摧毁星系间的空间站,而是优化各种工业部门中极其复杂和昂贵资产的寿命和运营。当然没有那么电影化,但魅力无限。

前提是一样的:一个数字副本,提供资产的完整可视化,依靠数据和技术,提供以前无法获得的,远程洞察其设计、运营和性能的几乎所有方面。

对“现在是什么”、“如果是什么”和“将来会发生什么”的洞察,使21世纪的数字双胞胎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到高级分析和数据模型中,使作业者能够进行预测性维护,最大限度地减少停机时间,防止潜在问题变成实际问题。

在其他地方

一旦投入使用,数字双胞胎可以提高单个建筑和工厂的环保性能和生产力。它们可以帮助资产运营商有效、高效地管理寿命结束和退役。它们还可以帮助提高田间工作人员的技能,而不必将他们派往危险或偏远地区,在大流行期间,由于旅行限制和地面专业知识有限,这种情况更有意义。

更重要的是,从设计阶段的沉浸式技术到运营阶段的供应链信息,数字双胞胎的能力可以改进到广泛的现有资产,以提高性能和生产力。

因此,数字双胞胎的概念是一个成熟的概念,其交付真正价值的能力已经在制造业等领域得到了证明。那么,为什么数字双胞胎还没有在能源或建筑环境等关键领域兑现承诺呢?

数字城市

作为建造vs.作为维护

数字双胞胎在制造业取得成功的部分原因是,与为能源等行业中独特的、特定位置的结构建造它们相比,为该行业中典型的可重复的、模块化的资产设计建造它们是一个更直接和更具成本效益的过程。

未来的设备

无损检测冶金

同样,尽管设计、建造和运营专家已经证明他们能够熟练地为最复杂的、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。

石油钻井平台、风力涡轮机、石化工厂、制药环境,甚至城市,都已经数字化渲染,这一过程大大提高了规划和建设过程的效率。最关键的是,数字双胞胎几乎总是“和构建的一样”。一旦资产被移交给运营部门,关于如何以最佳水平运行和维护它的信息就非常少,关于如何实时运行的信息就更少了。风力涡轮机的效率和输出将与建造时不同,并随着时间的变化,这是由于各种因素,如涡轮机的物理退化,由于维护的次优性能,不同的风条件等。对于数字双胞胎来说,反映每个涡轮机的实际情况和性能是至关重要的,这样整个风电场的性能就可以得到优化。

换句话说,“保持原样”的情况在很大程度上仍未出现。一旦疲劳和退化造成不可避免的后果,数字双胞胎就不再能与实体双胞胎相媲美了。维持计划生产水平所需的化学药剂注入量是多少?是什么导致能源消耗和碳排放激增?在哪里部署维护预算最有效?当资产接近使用寿命时,什么是正确的投资?数字双胞胎可以提供所有这些答案——但往往都没有做到这一点。

“保持原样”的画面在很大程度上仍未出现。一旦疲劳和退化造成不可避免的后果,数字双胞胎就不再能与实体双胞胎相媲美了。

这并不是说在这个领域没有工作。世界各地都有一些才华横溢的人才,他们通常被埋没在不同的项目中,致力于将更有效的数据分析纳入其中,以便运营商能够使用和理解实时的过程信息。此外,他们还致力于开发更多的预测模型,利用从资产通过智能传感器获得的数据。但到目前为止,这更像是一种数字涉猎,而不是一种完全成熟的数字战略,它并没有真正被证明是一个可扩展的参考点,在此基础上建立一致的价值。

因此,解决方案的一部分是将“数字双胞胎”的思维从设计和制造阶段扩展到运营和维护阶段。接下来的挑战是决定谁最适合交付为现实世界创建成功解决方案所需的能力。

海上风电场

策划技术

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,现实世界的数字双胞胎可能要复杂得多。这种3D可视化通常由无人机、相机和激光扫描仪开发,它更像是谷歌地图非常精细和高级的版本,而不是全息表示,但它可以很容易地进行操作,以产生非凡的洞察力。

例如,当用户“走过”一个数字资产时,可以添加信息层来提供实时或接近实时的状态更新。潜在的问题可以用红色、琥珀色或绿色突出显示,并分类为过程或资产问题。可视化查询允许用户查看特定的细节——楼层平面图、维护进度表、以前的工作、设备序列号、成本、进度表、产出——并在不涉足资产的情况下做出决定。

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自己的状态更新,使其与数字孪生兄弟保持同步。多个系统,新的和旧的,被精心安排、管理,并结合在一起来创造价值。

没有一个单一的供应商可以提供所有这些。因此,除了组织单个技术之外,运营商还必须组织多个方面的供应商和专家团队。

一个新的希望

净水器

我们的能力和专业知识

能力是有的,专业知识也是有的。答案在于将它们有效地结合在一起。这意味着更多地采用一种生态系统的方式来对待数字双胞胎,并与那些不仅可以整合各种系统,还可以整合基础设计、构建和运营专业知识的合作伙伴合作,这些专业知识有助于开发和最大化价值。

作为一个系统集成商(SI), Wood已经把硬码和硬帽放在一起了,这意味着团队了解物理现实和它的数字附属品一样多。这种“行业优先”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。

行业优先的方法可以对所提议资产的设计和构建做出完全知情的贡献,甚至可以整个构建。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,从而使投资可以用于产生最大价值的地方。最关键的是,像Wood这样的运营商可以将技术提供商关于其交付能力的一些大胆主张纳入背景,并加以协调。

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5年或更长时间里,技术将显著进步。SI必须能够帮助资产运营商和建筑业主克服这一时间差,因此“现在就为未来做好准备”的心态是一个关键的成功因素。

最后,还有一个非常重要的资本支出与运营支出的问题。重新出现的资本限制将这个问题摆在了最重要的位置,但一项成功的数字双胞胎战略更多地基于TOTEX(总支出)方法。数字双胞胎可以显著减少运营计划和计划外支出,直接影响盈利能力。但获得满足这些要求的必要技术规格几乎肯定会重新平衡资本支出和运营支出的计算。同样,这也是正确的SI能够支持的。

到目前为止,数字双胞胎的问题还不是技术的问题。这是一种方式:技术第一而不是工业第一,传统融资,过度依赖单一供应商。最重要的是,成功的数字双胞胎是一个成功领导的生态系统;没有一家公司可以独自完成这一切。相反,力量来自于网络和真正的联盟。这就是科幻小说如何成为数字现实的原因。

有太阳能电池板的家庭

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北极光