Цифровой двойник

ИА Neftegaz.RU. Цифровой двойник (ЦД) - динамичная цифровая модель - точная копия всех элементов физического объекта или системы, где объединена вся поступающая информация о системе.
Для Компании ЦД - это расширенное применение моделирования и визуализации в организации, преобразованной в цифровом виде, для лучшего общения и совместной работы.
Цифровые двойники (Digital Twin) - результат развития концепции «цифрового производства» и Промышленного Интернета Вещей (IIoT).
Цифровое представление объекта обеспечивает как элементы, так и динамику работы объекта на протяжении его жизненного цикла.
ЦД объединяют технологии, включая искусственный интеллект, машинное обучение, прогностическую аналитику и сенсорную телеметрию, для создания цифровых клонов реальных и исторических характеристик физических машин и идеализированных моделей цифрового моделирования, которые развиваются на основе данных, собранных из реальных примеров.
ЦД в течение жизненного цикла продолжает сбор информации о системе, что позволяет активно использовать элементы предиктивной аналитики, планировать ТО и тд.
Цифровые близнецы функционируют в качестве прокси-серверов для комбинации квалифицированных специалистов ( инженеров) и традиционных устройств контроля и управления ( датчиков).
Они повышают ценность традиционных аналитических подходов, повышая ситуационную осведомленность и позволяя лучше прогнозировать реакцию на изменяющиеся условия.
Могут сократить операционные и, возможно, капитальные затраты, продлевая срок службы продуктов или активов, которые они представляют, и оптимизируя их производительность.
Появившаяся ныне возможность обмениваться информацией между системами с использованием различных платформ и ПО резко увеличила потребность в цифровых двойниках.

Цифровые двойники стремительно становятся основой нефтегазовых технологических процессов, поскольку компании стремятся оптимизировать производительность активов и свести к минимуму незапланированные простои. Преимущества использования ЦД:

• позволяют сделать нефтегазовые операции относительно более безопасными;
• позволяют одновременно снизить выбросы CO₂ ;
• позволяют повысить прибыльность;
• можно использовать эти ЦД для удаленного мониторинга и ТО;
• позволяют эффективно моделировать управление нефтегазовым активом и прогнозировать потенциальные сценарии;
• позволяют динамически моделировать производительность актива в режиме реального времени;
  
• позволяют более эффективно использовать в нефтегазе проекты по улавливанию и хранению углерода (CCS) и возобновляемым источникам энергии (ВИЭ);
• позволяет отслеживать в режиме реального времени доставку продукции.
  

Конечная цель использования ЦД - обеспечить автономную работу производственных подразделений для повышения безопасности и производительности.

Применение ЦД.

Цифровые близнецы используются сегодня в различных отраслях промышленности, включая производство, энергетику, транспорт и строительство.
Типы продуктов и средств, используемых в ЦД приложениях, включают авиационные двигатели, локомотивы, морские платформы и ветряные турбины.
Компании в этих секторах используют ЦД для оптимизации работы и обслуживания этих продуктов.

Но потенциал для использования цифровых близнецов, по-видимому, безграничен.
Учитывая, что они дают компаниям возможность лучше понять характеристики продукта, улучшить качество обслуживания клиентов и принять более оперативные и стратегические решения, не удивительно, что они становятся все популярны у руководителей.

Первоначально ЦД были развернуты на капиталоемких предприятиях по добыче нефти и газа для оптимизации процессов, уменьшения выбросов и экономии затрат.
С тех пор продвинутые компании создали ЦД своих ГТС, ГПЗ, СПГ - терминалов, НПЗ и НХК.

Пураник заключает: «Нефтяные и газовые компании также заинтересованы в использовании этой технологии для своих новых предприятий, помимо нефти и газа, в том числе в проектах по улавливанию и хранению углерода (CCS) и возобновляемых источниках энергии. У цифровых двойников имеется значительный потенциал в повышении эффективности и результативности проектов CCS, а также в прогнозировании выработки электроэнергии ветровыми или солнечными электростанциями. Еще один новый вариант использования — управление цепочками поставок и запасами, где продукты можно отслеживать в режиме реального времени, чтобы гарантировать их своевременную доступность для конечных приложений. Это поможет оптимизировать затраты на логистику и сохранить качество продукции для конечных потребителей».

3 ключевые области, где ЦД могут быть особенно полезны:

• улучшении производственного процесса.

Компании могут использовать ЦД на всех этапах производства - от первоначального проектирования до готового продукта - чтобы убедиться, что наблюдаемая производительность произведенного продукта соответствует целям проектирования.
Производственные операции также можно оптимизировать, эффективно прогнозируя сбои производственной линии и устраняя их до того, как они повлияют на поставленные производственные цели.

• предоставление эффективного профилактического обслуживания для существующих продуктов в этой области.

ЦД могут предоставлять как исторические данные, так и данные в реальном времени, которые могут использовать технические специалисты. Прогнозирующие алгоритмы могут обеспечить понимание потенциальных сбоев до их возникновения.
Технические специалисты могут использовать цифровое двойное устройство для выполнения дистанционных профилактических настроек, не прибегая к полевым работам для исправления физического продукта.
Когда требуется физическое исправление, технические специалисты могут удаленно диагностировать первопричину проблемы и заказать необходимые детали перед посещением сайта для выполнения ремонта.

• разработка новых продуктов, основанных на использовании существующих продуктов в реальном мире.

Здесь ЦД дают представление о том, как продукты используются клиентами, и какие изменения могут или должны быть внесены в дизайн и производство новых продуктов для улучшения проникновения на рынок и удовлетворения клиентов.
Легко понять, как ЦД могут оказать огромное влияние на дизайн, производство и обслуживание продукции.
Компании могут воспользоваться бизнес-преимуществами, такими как снижение затрат, улучшение обслуживания клиентов и новые возможности получения дохода.

По мере появления более совершенных датчиков, сетей и аналитических платформ с непрерывным ростом IoT ЦД станут для компаний все большей реальностью.
Собирая и анализируя данные, которые генерируются ЦД, предприятия могут действительно воспользоваться преимуществами IoT.