Цифровой наряд для любой системы

03.11.2021 10:00:00 Автор: Юлия Чернышевская

Цифровой двойник – это своего рода виртуальный прототип реальных производственных активов, например станков, скважин, турбин, электроники и пр. Эта технология дает возможность протестировать или спрогнозировать потенциал выпуска новых продуктов при минимальных затратах. Или в кратчайшие сроки провести испытания по изменению состава продукта или технологического процесса, чтобы добиться необходимых параметров и получать предсказуемый результат. Перечень возможностей для использования технологии максимально широк. О перспективах технологии мы поговорили с директором по развитию бизнеса IТ-компании КРОК в нефтегазовой и химической промышленности Игорем Зельдецем.

– Игорь, в каких сферах наиболее часто применяется технология создания цифрового двойника?

– Технологии создания цифровых двойников могут применяться в самых разных сферах, однако на сегодняшний день наибольшее распространение они получили в высокотехнологичных отраслях, например в нефтегазовой, химической и горно-металлургической промышленности. Это связано с дорогостоящим процессом проведения натурных испытаний и высокой стоимостью создания образцов изделий.

– Какие можно выделить особенности работы с цифровыми двойниками в российских реалиях?

– Российская промышленность находится на том этапе цифровизации, когда производственные процессы усложняются и компании внедряют инновационные подходы к производству и новые бизнес-модели, связанные с применением передовых технологий, в том числе цифровых двойников. При этом отечественные предприятия сталкиваются с проблемой низкого уровня автоматизации и информатизации эксплуатируемых объектов, когда для создания цифровой модели с приемлемой степенью точности просто недостаточно данных, собираемых с существующих датчиков и информационных систем. Для создания эффективных цифровых двойников необходимо модернизировать инженерную и IТ-инфраструктуру и внедрять технологии, способные обеспечить достоверность поступающей информации, исключить дублирование данных, их потерю и искажение.

– Насколько затратно внедрение такой технологии в бизнес-процессы предприятия с нуля?

– Стоимость внедрения цифровых двойников рассчитывается индивидуально, в зависимости от уровня цифровой зрелости предприятия, сложности цифровых копий (от упрощенных до полномасштабных) и диапазона задач, стоящих перед заказчиком. Если рассматривать модификацию технологического процесса, то применение цифровой копии дает возможность его оптимизации без остановки самого процесса или вмешательства в него. В таком случае экономическую эффективность двойника можно оценить как предотвращение недополученной прибыли вследствие простоя и затрат, связанных с браком. Дополнительная прибыль от оптимизированного процесса может состоять в снижении затрат на единицу продукции за счет улучшения технологического процесса, повышения объемов производства, уменьшения количества брака и т. п.

– Бытует мнение, что создание цифрового двойника оправданно только в случае создания новой производственной системы. Так ли это?

– Цифровой двойник – это математическая имитационная модель уже существующего или проектируемого объекта, которая зарекомендовала себя одинаково эффективно на всех стадиях внедрения.

Создание цифрового двойника на этапе проектирования позволяет сократить до 20% инвестиций при планировании новых производств. В то же время цифровые копии обеспечивают увеличение производительности уже существующих процессов на 10–20% за счет рационализации управления.

– Как может использоваться цифровая модель после запуска производственной системы?

– Цифровой двойник – это прежде всего обучаемая система, которая развивается, отражает любые изменения своего физического аналога и способна предсказывать его поведение на протяжении всего жизненного цикла. В процессе эксплуатации физического изделия разносторонние оценки и прогнозы могут использоваться для улучшения его работы и обслуживания. Так, например, с помощью датчиков проводится непрерывный контроль и диагностика уровня износа систем и механизмов. Таким образом, предприятие уходит от простоев, связанных с внеплановыми поломками оборудования и незапланированными ремонтами. Более точными и экономными становятся графики плановых ремонтов и закупок. При изменении каких-либо условий производства (например, изменение температуры окружающей среды) применение цифрового двойника для «предсказания» развития технологического процесса позволяет снизить количество брака и повысить энергоэффективность производства.

– Для чего чаще создаются цифровые двойники – для объектов или систем?

– Технология применяется для любых объектов (в том числе механических частей и электронных элементов и производственных систем), с которых можно снимать информацию, тут практически нет ограничений. Параметры цифрового двойника можно также использовать для предсказания развития тех или иных процессов на различных временных горизонтах, то есть используя реальные текущие параметры технологического процесса и «ускоряя» время, видеть, как это отразится на качестве продукта и т. п. Каких-то особых различий при работе с цифровыми двойниками для объектов или систем нет.

– Как при создании двойника учесть все потенциально возможные нештатные ситуации при проектировании системы?

– Возможность учета пограничных или нештатных ситуаций зависит от детальности проработки двойника, объема и достоверности получаемой информации и тщательного описания всех процессов математическими формулами. Чем глубже и подробнее выполнено моделирование, тем меньше в нем будет неточностей. При этом снизить изъяны цифрового двойника до незначительного уровня вполне реально – необходимо обращаться к компаниям с богатым цифровым опытом, при этом обладающим отраслевой экспертизой.

Новости

Календарь событий

Конференция Круглый стол Форум Выставка Дискусионный клуб Конгресс Премия Саммит Семинар