數(shù)字孿生如何實(shí)現(xiàn)成功的工程和轉(zhuǎn)型？

　　隨著企業(yè)越來越多地轉(zhuǎn)向先進(jìn)技術(shù)來推動(dòng)產(chǎn)品和可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新，數(shù)字孿生將成為工程團(tuán)隊(duì)的關(guān)鍵。

　　在疫情期間，數(shù)字工具在我們個(gè)人和職業(yè)生活中的變革性作用已得到廣泛體現(xiàn)�，F(xiàn)在，企業(yè)正在尋求數(shù)字技術(shù)來利用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、解決復(fù)雜的運(yùn)營挑戰(zhàn)，并推動(dòng)整個(gè)價(jià)值鏈的創(chuàng)新，85%的工業(yè)組織預(yù)計(jì)將投資于數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

　　工程是這些數(shù)字化計(jì)劃的核心。正如Gartner所言，在電力、核能、油氣和化工等行業(yè)，工程與信息和運(yùn)營一樣，都是戰(zhàn)略規(guī)劃的重要組成部分，這為我們打開了一扇新的窗口。這三者的交集為實(shí)體的物理和數(shù)字等效物提供了任何系統(tǒng)模擬、設(shè)計(jì)和操作的優(yōu)化。

　　工程師必須理解大量工業(yè)數(shù)據(jù)，以管理整個(gè)組織的時(shí)間、費(fèi)用和報(bào)告。這些數(shù)據(jù)可能包含在線路列表、管道和儀表圖、電子表格、文檔、圖紙、3D模型以及激光掃描和文本文件中。其可以存儲(chǔ)在紙上，也可以存儲(chǔ)在分散位置的不同團(tuán)隊(duì)和部門的計(jì)算機(jī)和數(shù)字工具中。商業(yè)的動(dòng)態(tài)特性意味著這些數(shù)據(jù)是不斷更新的。

　　將這些堆積如山的細(xì)節(jié)整理成可用的信息既不快速也不容易。一些數(shù)據(jù)用戶花費(fèi)高達(dá)40%的時(shí)間來搜索原始信息，打開一個(gè)新窗口，再花20%的時(shí)間來清理材料，然后才能對其進(jìn)行分析以獲得見解。在此過程中，轉(zhuǎn)型計(jì)劃放緩，使利用數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢面臨風(fēng)險(xiǎn)。

　　進(jìn)入數(shù)字孿生

　　工程團(tuán)隊(duì)越來越多地使用數(shù)字孿生技術(shù)來跟上運(yùn)營數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)解鎖業(yè)務(wù)洞察力，做出更好的決策并支持變更管理策略。

　　簡單來說，數(shù)字孿生是實(shí)時(shí)復(fù)制物理實(shí)體(如資產(chǎn)、流程或企業(yè))的軟件程序。

　　該軟件提供了對工廠運(yùn)營的洞察，在整個(gè)組織中創(chuàng)建了一個(gè)單一的真相來源。有關(guān)特定物理設(shè)施的所有相關(guān)實(shí)時(shí)信息-每個(gè)圖表和電子表格-都包含在程序中。

　　為了準(zhǔn)確地描述其現(xiàn)實(shí)世界對應(yīng)物的行為，數(shù)字孿生必須與最新的可用信息集成，利用云和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

　　當(dāng)這些數(shù)據(jù)與基于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的分析相結(jié)合時(shí)，團(tuán)隊(duì)可以準(zhǔn)確地將資產(chǎn)信息可視化，從而實(shí)現(xiàn)不同利益相關(guān)者之間的無縫協(xié)作。

　　包括制造業(yè)、醫(yī)療保健、汽車、運(yùn)輸、能源和零售在內(nèi)的許多行業(yè)的業(yè)務(wù)領(lǐng)導(dǎo)者正在轉(zhuǎn)向數(shù)字孿生，以利用其數(shù)據(jù)的潛力來推動(dòng)真正的業(yè)務(wù)成果。

　　總體而言，據(jù)Gartner估計(jì)，到2026年，數(shù)字孿生市場預(yù)計(jì)將帶來超過1830億美元的收入。到那時(shí)，預(yù)計(jì)將有25家全球企業(yè)通過數(shù)字孿生計(jì)劃實(shí)現(xiàn)10億美元的收入或成本節(jié)約，而2021年只有一家。

　　數(shù)字孿生的工程效益

　　對于工程師而言，在虛擬世界中鏡像工業(yè)設(shè)施可以讓團(tuán)隊(duì)隨時(shí)隨地安全地訪問實(shí)時(shí)信息。因此，其可以做出準(zhǔn)確且明智的選擇，從而推動(dòng)整個(gè)企業(yè)的收益。

　　下面來看看數(shù)字孿生如何使負(fù)責(zé)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的工程團(tuán)隊(duì)受益。

　　更快、更堅(jiān)定的決策：訪問實(shí)時(shí)信息支持明智的、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策。其不僅節(jié)省了時(shí)間和金錢，而且還解放了員工，使其能夠?qū)⒕�力集中在增值過程上。數(shù)字孿生采用報(bào)告《Opens a new window》發(fā)現(xiàn)，一個(gè)最佳設(shè)計(jì)的決策時(shí)間已降至一分鐘以下。

　　利益相關(guān)者的支持：借助數(shù)字孿生，工程師甚至可以在項(xiàng)目的早期階段創(chuàng)建實(shí)際最終開發(fā)的數(shù)字原型。這種前端加載支持早期利益相關(guān)者驗(yàn)證，并使工程師有信心轉(zhuǎn)向執(zhí)行。

　　減少停機(jī)時(shí)間：借助數(shù)字孿生，工程師可以從定期計(jì)劃轉(zhuǎn)向基于狀況的預(yù)測性資產(chǎn)維護(hù)。通過提前標(biāo)記潛在問題，工程師可以提前設(shè)計(jì)解決方案并自信地操作，確保資產(chǎn)可用并減少停機(jī)時(shí)間。

　　增強(qiáng)合作：作為各個(gè)級別的團(tuán)隊(duì)成員都可以訪問的單一事實(shí)來源，數(shù)字孿生支撐著工程和運(yùn)營團(tuán)隊(duì)之間的合作。當(dāng)每個(gè)人共享相同的可靠、高保真數(shù)據(jù)時(shí)，相互沖突的解釋就會(huì)被消除，聯(lián)合決策就會(huì)更容易做出。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)之間的交接變得更加容易。

　　更小的碳足跡：憑借超出人類能力的先進(jìn)建模速度，數(shù)字孿生解決方案可以為工程團(tuán)隊(duì)提供無限范圍的操作場景，以減少排放并優(yōu)化風(fēng)險(xiǎn)。其次，隨著在線協(xié)作的增加，前往工作地點(diǎn)的商務(wù)旅行需求減少。

　　成本和規(guī)劃收益：最后，數(shù)字孿生已被證明可以提供高達(dá)30%的增長，在計(jì)劃效率方面打開了一個(gè)新的窗口，同時(shí)減少15%的工時(shí)。單個(gè)解決方案中包含的所有信息可以創(chuàng)建更好的調(diào)度，減少任何額外的工作時(shí)間，并消除版本準(zhǔn)確性的不確定性。

　　現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)字孿生

　　在瑞典可以看到部署數(shù)字孿生的切實(shí)業(yè)務(wù)成果，瑞典的奧斯卡山核電站希望對三個(gè)反應(yīng)堆的電纜系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造。該企業(yè)決定對組件進(jìn)行3D建模，并將其與反應(yīng)堆安全殼的激光數(shù)據(jù)集成。這種創(chuàng)新方法確保了最高的準(zhǔn)確性，并為用戶提供了詳細(xì)的指導(dǎo)，展示了如何執(zhí)行必要的任務(wù)。為了完成設(shè)計(jì)，操作數(shù)據(jù)從2萬份文件精簡到25臺(tái)筆記本電腦，而不是2萬份文件。反應(yīng)堆停運(yùn)時(shí)間從150天降至80天以下。

　　與此同時(shí)，在泰國，SCG Chemicals的工程師使用單一平臺(tái)對其運(yùn)營進(jìn)行集成、實(shí)時(shí)可視化。該企業(yè)的數(shù)字可靠性平臺(tái)是一個(gè)涵蓋工程、運(yùn)營和維護(hù)的端到端解決方案。通過將三維虛擬工廠與沉浸式、基于觸摸的可視化工具結(jié)合在一起，團(tuán)隊(duì)可以快速訪問植物信息，同時(shí)加強(qiáng)跨學(xué)科協(xié)作。該平臺(tái)將查找信息的時(shí)間縮短到10秒以內(nèi)。在短短六個(gè)月內(nèi)，該企業(yè)實(shí)現(xiàn)了9倍的投資回報(bào)率，并看到工廠可靠性上升到100%。

　　為成功而設(shè)計(jì)

　　數(shù)字孿生從未如此重要。其在工程、運(yùn)營和維護(hù)領(lǐng)域有著廣泛而多樣的應(yīng)用，有助于支持工業(yè)轉(zhuǎn)型，同時(shí)促進(jìn)資本項(xiàng)目和業(yè)主運(yùn)營商的創(chuàng)新和敏捷性。

　　分析顯示，該技術(shù)幫助業(yè)主-運(yùn)營商減少了查找信息和做出決策所需的時(shí)間，將生產(chǎn)率提高了10%，將計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間減少了30%，并實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

　　數(shù)字孿生減輕了資本項(xiàng)目的復(fù)雜性，特別是那些涉及能源組合的項(xiàng)目，例如設(shè)計(jì)和運(yùn)營聚變發(fā)電廠。此類項(xiàng)目涉及的詳細(xì)設(shè)計(jì)需要跟蹤從設(shè)計(jì)到運(yùn)營的資產(chǎn)生命周期。數(shù)字孿生將有助于資產(chǎn)的可追溯性，因?yàn)樗�其�?zhǔn)確地表示和模擬反應(yīng)堆的所有組件。參與化石能源項(xiàng)目的眾多專家要求建立一個(gè)數(shù)字孿生，以支持協(xié)作，并作為所有業(yè)務(wù)資產(chǎn)的所有利益相關(guān)者之間的單一事實(shí)來源。數(shù)字孿生有助于安全可靠地建造和運(yùn)營發(fā)電廠。