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数字孪生模型推动能源领域的创新

来源:BIM中国网

Anne-Marie Walters

石油、天然气和制造行业营销总监

Bentley 软件公司

数字孪生模型的兴起

数字孪生模型正成为关注焦点——数字孪生模型迅速发展,超越了 BIM,助力以资产为核心的组织能够融合其工程、运营和信息技术,从而实现沉浸式可视化和分析可见性。数字孪生模型是物理资产、流程或系统以及供我们了解性能并对性能进行建模的工程信息的数字化表示。通常,可以基于传感器和持续勘测等多个来源实现数字孪生模型的持续更新,以近乎实时地呈现状态、工况或位置。借助数字孪生模型,用户能够实现资产可视化、检查状态、执行分析并形成深度见解,从而预测和优化资产性能。

在能源领域,数字孪生模型用于优化物理资产、系统和生产流程的运营和维护。许多组织都已将数字孪生模型应用于项目中,这印证了其价值。壳牌化学公司就是一个很好的例子,他们在宾夕法尼亚州的大型施工项目中使用了数字孪生模型。在施工过程中,壳牌每周对其工厂进行两次无人机勘测。

将实景模型与其他资产数据相结合,以更新项目的数字孪生模型。数字孪生模型用于跟踪施工进度,并可视化随时间发生的变化,从而帮助识别问题。此功能能够帮助团队立即响应现场变化。在施工过程中,壳牌还会采集资产的数字记录用于工厂的运营和维护,例如,采集地下设施的精确位置。无论是现在还是未来,借助数字孪生模型,该组织可以更好地利用其数据。

在能源领域利用数字孪生模型

能源领域大大受益于数字化技术。无论只是在旋转机械上添加振动传感器,还是创建整个工厂的数字孪生模型,数字孪生模型技术都有助于降低成本,并简化维护和运营流程。

数字孪生模型是当下备受关注的热门话题。许多能源组织都希望了解如何最大限度地通过该模型获益。多数公司都在寻求着手创建数字孪生模型的建议——我们的建议是从您已具备的良好资产数据开始,将其放在可共享的位置,然后从这一位置开始,不断扩充。很多时候,一些有价值的数据淹没在系统中,让需要这些数据的人员无从获取。数字孪生模型技术的最大优势之一便是,它能够使可信的、最新的信息得到更广泛的应用。

Bentley 提供开放式互连数据环境,该环境是一系列支持数字化环境、数字化组件和数字化工作流的云端或本地服务。借助开放式互连数据环境,能源公司可以更好地管理和访问一致、可信且准确的信息。业主运营商和项目交付公司也可以共享开放、集成和互连架构的优势。

长久以来,能源领域广泛应用创新。已有例子表明,数字技术已经展现出显著的业务优势。例如,基于 Bentley 的 AssetWise 可靠性解决方案所提供的数字化、自动化架构,阿曼天然气公司开发了一套有关可靠性和完整性的程序。这些应用程序有助于减少人工干预,提高资源利用效率。另一例子是韦丹塔有限公司旗下的凯恩石油天然气印度分公司。该组织正在使用 Bentley 的资产性能软件来优化其 800 多口海上油井的生产。该公司应用了智能油井完整性和流动保障管理系统,以管理与完整性相关的风险及库存。Bentley 的 AssetWise 提供了互连数据环境,可与公司现有的系统进行交互并集成来自多个来源的数据。

在俄罗斯,Volgogradnefteproekt与卢克石油公司在里海Filanovsky油田开发项目的合作中,前者对数字化进程发挥着关键作用。Volgogradnefteproekt负责卢克石油所有里海项目的管理工作,引入了集成的 BIM 方法,可整合来自不同承包商的输入的信息。该组织使用 Bentley 的互连数据环境执行了这一方法,以提供和维护一致的三维模型。在设计、工程和施工过程中,互连数据环境展现出诸多优势,帮助减少了 70% 的设计时间,节省了 20% 的施工成本。该组织从设计到施工和调试,再到运营和维护的整个流程中,还使用了三维数字工程模型,预计节省 30%的年运营成本。

节省时间、整理信息,增强数据互用性

数字孪生模型和其他数字技术可以帮助能源领域节省大量成本。Bentley 的解决方案利用组织在技术方面的已有投资,帮助组织无缝升级至新平台,并最大程度地利用现有系统、传感器和其他数据源。在许多情况下,使用实景建模来采集现状比传统的勘测技术成本更低。

许多组织接下来应该做的是,将传感器积累的数据收集到单一视图中,利用实景建模让用户根据当前数据方便、及时地做出决策。数字孪生模型可以帮助用户整理他们的信息,并形成单一实景视图,以便用户能够快速地做出有关维护和运营的决策,同时还能够确保所做的决策是基于最准确的可用数据。数字孪生模型帮助用户确定业务选项的可行性,并跟进决定。数字孪生模型的另一优势是可简化、更新流程。使用传统的更新流程,记录一项由维护人员在现场所做的变更可能需要花费半年的时间。如果有人在这半年的时间间隔内查看这些记录,而这些记录已过时,就会导致事故和重大合规性问题。工作流程与数字孪生模型相关联,可确保所有信息得到立即更新,并且数据始终合规。

数字孪生模型与其他应用程序的数据互用性是另一主要优势。数字孪生模型为各种新服务开辟了新机遇。由于实景建模市场的快速发展,新的公司正逐渐取代传统的检查和勘测组织,为用户提供资产的数字模型,而非报告。Siemens Power 和 Bentley 软件公司最近宣布将为电厂提供资产性能管理服务,这就是新服务产品的一个例子。这种新的、基于云的服务帮助电厂运营商能够充分利用数字化的优势,这有助于改善维护的运营和规划。

在提高安全性的同时,提供开放的环境

云技术对于数字孪生模型来说至关重要,它帮助推进协作、改进决策并交付更佳的项目成果和更佳的资产。要实时、公开访问数字工程模型中的信息,组织需要实现互连数据环境。这种环境使得工程技术 (ET) 得以与信息技术 (IT) 和运营技术 (OT) 结合,从而提高生产资产的生产量、安全性以及可靠性。

Bentley 利用 Microsoft Azure 云平台来确保信息的安全。Microsoft Azure 具备多层安全防护,被业内许多人视为是抵御恶意攻击的最安全的平台。事实上,许多能源组织已经意识到,将数据保存在云中比保存在自己的数据中心中更加安全。此外,利用在互连数据环境中运行的其他应用程序,如 Bentley 的项目协作解决方案 ProjectWise,和资产性能管理解决方案 AssetWise,可确保用户和组件对数据和信息的访问。这两种解决方案都确保合适的人员在合适的时间查看正确的信息,从而使他们的数字孪生模型成为安全的数据存储点。

加快您的数字化进程

数字孪生模型有潜力为能源领域带来巨大的效益。然而,需要克服的挑战在于,从何处着手,接下来如何实施,以及如何加速您的数字化进程。能源领域的大多数公司都拥有良好的文档管理系统来支持其监管工作,而且通常也有良好的企业资产管理系统来支持维护。然而,这些数据中的大部分对于需要使用它们的人员来说都不可访问,并且往往得不到应有的更新。

使用联合方法(如使用 Bentley 基于 ProjectWise、通过移动平台实现的互连数据环境)打开这些信息,将为查找信息带来初步优势。如果您已有工厂,那么可以先使用实景建模,然后逐步过渡到应用数字孪生模型,以采集现状并将其与传感器信息相结合,从而更好地了解环境,进行运营和维护。最后,向数字孪生模型中添加简单的工作流,以记录现场的变化,这样就可以使信息保持“持续更新”,从而为后续步骤提供良好的基础。可以在这些步骤中利用人工智能和机器学习来改进维护和运营流程,使数字孪生模型能够真正助力推动您的业务发展。


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