AspenTech 博客

AAU certification

數(shù)字孿生:預(yù)測、優(yōu)化、脫碳和確保安全

2020年3月19日

本文譯自同名AspenTech英文博客。

我有一對雙胞胎孫子。我可以告訴你一些關(guān)于他們的事情。一模一樣絕對不能用來形容他們。他們以不同的方式看待世界,且洞察力很強,有著各不相同的互補見解。

 

如果我用數(shù)字的眼光看他們,我會看到什么?嗯,如果我看的是基因圖,他們可能會非常相似。但是如果我開始看醫(yī)療檔案,就會看到一個有過敏癥,一個沒有,兩個人的體型也不一樣。那么精神檔案呢?這里便包含他們性格和思維過程的不同之處。

 

什么是正確的“數(shù)字孿生”或數(shù)字顯示?我想我們所有人都會同意,這些觀點需要和其他觀點相結(jié)合,才能描述每個人,洞察他們的健康狀況并預(yù)測他們的未來。

 

什么是過程工業(yè)資產(chǎn)的數(shù)字孿生兄弟?艾斯本對數(shù)字孿生的定義是什么?我們認為數(shù)字孿生在未來會走向何方?

 

 

數(shù)字孿生實際上是對資產(chǎn)、業(yè)務(wù)流程和人員的多重視角

 

正如我在上文用雙胞胎孫子這樣過于簡化的例子所表明的,流程、資產(chǎn)和運營的數(shù)字孿生必須是多個數(shù)字視圖和模型的組合??赏ㄟ^單獨或一起查看這些信息獲得洞見,優(yōu)化、改進、預(yù)測資產(chǎn)表現(xiàn),并真實地描繪“互聯(lián)員工”如何實現(xiàn)最佳績效。 

 

過程工業(yè)資產(chǎn)非常復(fù)雜。有許多觀察方法——事實上,從許多方面來說,必須觀察它們——首先得確保它們安全可靠,然后確保它們盡可能以最可持續(xù)、高質(zhì)量、可預(yù)測、可重復(fù)和可盈利的方式實現(xiàn)預(yù)期結(jié)果(一籃子產(chǎn)品)。

 

幾個月前,我和LNS Research公司的Joe Perino在午餐時進行了一次有趣的談話。他當(dāng)時正在深入挖掘不同組織定義數(shù)字孿生的方式。他得出的結(jié)論和我們在艾斯本得出的一樣:資產(chǎn)或運營沒有一個數(shù)字孿生兄弟。它們有許多。

 

事實上,在對美國中西部的一個中型煉油廠進行分析后,他得出結(jié)論:需要幾千個獨立“數(shù)字孿生模型”才能完整描述該煉油廠的所有重要信息。(很明顯,數(shù)字孿生的數(shù)量不會增加。問題的關(guān)鍵在于,可能還會有一個不同的答案,但這取決于該資產(chǎn)在業(yè)務(wù)、可持續(xù)性和利潤上面臨的挑戰(zhàn)。)

 

如圖所示,數(shù)字孿生是物理對象或流程的過去、當(dāng)前和未來行為不斷發(fā)展的數(shù)字檔案,有助于優(yōu)化業(yè)務(wù)績效。

 

基于跨越多個不同維度的模型和實時數(shù)據(jù),數(shù)字孿生創(chuàng)建了數(shù)字世界中對象或過程的演化輪廓。演化輪廓可以在系統(tǒng)性能方面提出重要見解,使物理世界作出行動,例如改變過程設(shè)計和操作,以及改善安全和維護。

 

 

許多公司利用數(shù)字孿生快速創(chuàng)造出真正的商業(yè)價值,下方便是一些示例:

 

  • 一家美國煉油廠正在部署一種基于機器學(xué)習(xí)的數(shù)字孿生(Aspen Mtell?),以預(yù)測未來的設(shè)備故障,防止需要維護的情況發(fā)生、計劃維護事宜,并優(yōu)化正常運行時間、提升產(chǎn)量。

  • 沙赫氣田的阿布扎比國家石油公司(ADNOC)部署了一個包含過程、能源、公用事業(yè)和碳氫化合物的數(shù)字孿生,使可持續(xù)性指標(能源使用、水資源使用和碳氫化合物損失)在資產(chǎn)范圍內(nèi)即時可見,從而提高整體的可持續(xù)性。

  • 巴拉特石油公司(BPCL)創(chuàng)建了一個數(shù)字孿生,將工程在線模型與APC模型配對,以提高硫回收率,硫氧化物排放減少了95%。

  • 哈斯基石油公司創(chuàng)建了一個多資產(chǎn)、全網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃性數(shù)字孿生,以評估多站點煉油和分銷戰(zhàn)略。在提高運營效率這一方面,每個規(guī)劃周期都創(chuàng)造了數(shù)千萬美元。

如你所見,存在很多可能性,并且跨越多個運營領(lǐng)域。  

 

 

未來在哪里?

 

從關(guān)注一個單元(上文的BPCL示例)到一組復(fù)雜資產(chǎn)(ADNOC和哈斯基示例),如今,許多艾斯本客戶正從數(shù)字孿生中獲得巨大商業(yè)價值。開啟數(shù)字孿生的方式取決于貴組織目前最大的業(yè)務(wù)困境,或者您找到的最佳短期價值獲取領(lǐng)域。

 

這些公司以及更多公司(去年五月,在我們的全球會議“艾斯本技術(shù)優(yōu)峰會”上,有超過15個客戶展示了實施數(shù)字孿生的案例研究)已經(jīng)在這個激動人心的領(lǐng)域取得突破。他們正在使用當(dāng)今的技術(shù)將模型與聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)數(shù)據(jù)聯(lián)系起來,以預(yù)測和改善資產(chǎn)表現(xiàn)和業(yè)務(wù)流程決策。  

 

與此同時,艾斯本正在建模技術(shù)組合中嵌入人工智能,使其可以從上文車輪狀圖片里描述的不同領(lǐng)域中得出數(shù)字孿生解決方案。因此,通過我們的技術(shù)部署數(shù)字孿生的領(lǐng)頭公司將獲得一條經(jīng)得起未來考驗的途徑——用嵌入式人工智能為數(shù)字孿生“增壓”。 

 

此外,在接下來的幾個月中內(nèi),您將會聽到更多關(guān)于我們將如何使用混合模型協(xié)調(diào)同步這些不同的專用模型,實現(xiàn)閉環(huán)和集成的數(shù)字孿生視野,從而完成更具挑戰(zhàn)性的業(yè)務(wù)優(yōu)化。

 

未來幾周,我們目前進行的一系列數(shù)字孿生博客將涵蓋一些由可能出現(xiàn)的數(shù)字孿生所引發(fā)的話題,重點關(guān)注它們將如何幫助解決您正在面臨的具體業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)。

 

如果您想進一步了解這項技術(shù)及其能夠創(chuàng)造的機遇,請閱讀我們最新的白皮書《數(shù)字孿生與智能企業(yè)》。