Эндрю Макклоски (Andrew McCloskey) из AVEVA о том, как Digital Twin меняет представление о строительной отрасли

Технология Digital Twin все чаще используется организациями строительной отрасли в рамках цифровой трансформации. В этой статье Эндрю Макклоски, технический директор AVEVA и EVP RD, рассказывает о преимуществах этой технологии с точки зрения снижения затрат и повышения эффективности работы организации.

Во всем мире строительство уже является одним из крупнейших секторов промышленности. Согласно прогнозу PwC Глобальное строительство 2030, к 2030 г. объем строительной продукции вырастет на 85% и составит 15,5 трлн. долл. в мире, причем три страны – Китай, США и Индия – будут лидировать и обеспечат 57% всего мирового роста. Однако отрасль по-прежнему сталкивается с четырьмя постоянными проблемами: (1) низкая производительность и рентабельность; (2) выполнение проектов – в первую очередь проблемы со сроками и бюджетом; (3) нехватка квалифицированной рабочей силы; (4) проблемы устойчивого развития.

Ответ? Технология Digital Twin. Цифровые двойники позволяют создавать виртуальные копии потенциальных и реальных физических активов, процессов, людей, мест, систем и устройств, которые могут быть использованы в различных целях.

Компании используют цифровых двойников по многим причинам, в том числе для тестирования новых активов или процедур перед их запуском в реальном мире, где устранение проблем становится более дорогим и сложным, для улучшения текущих операций или обучения сотрудников.

В практическом плане подобные технологии могут помочь повысить безопасность на нефтяной вышке, улучшить эффективность производственного предприятия или обеспечить соответствие зданий требованиям устойчивости, эффективности или нормативным требованиям. Кроме того, что, возможно, более важно, цифровой двойник может помочь предсказать потенциальные сбои еще до их возникновения и предложить способы их предотвращения.

Неиспользованные возможности и выгоды

Концепция цифровых двойников становится актуальной для все большего числа отраслей и возможных вариантов использования. Это является следствием роста цифровой трансформации. Соответственно, здания и города становятся все более умными – и все это благодаря данным и их применению. По оценкам Gartner, к 2021 году будет насчитываться более 25 млрд. конечных точек Интернета вещей (IoT), и цифровые двойники будут существовать для потенциально миллиардных сценариев. Выгоды будут включать оптимизацию активов, конкурентную дифференциацию и улучшение пользовательского опыта.

Digital Twinning быстро становится необходимым условием для развертывания IoT, поскольку все больше поставщиков платформ IoT и аналитических компаний инвестируют в технологию Digital Twin. Они охватывают функции от первоначальных идей до проектирования, разработки и строительства.

Проектировщики и разработчики строительных конструкций часто вынуждены ограничивать свой творческий потенциал, поскольку при создании нового проекта или концепции здания его необходимо утвердить, чтобы он соответствовал необходимым требованиям безопасности. Сроки также могут не позволять разработчикам слишком экспериментировать с идеями. Однако разработчики могут быстро проверить свои идеи с помощью цифрового моделирования, включающего все необходимые реальные факторы, такие как масштаб, гравитация и погода, например, общее время, в течение которого они могут поделиться своими идеями и получить их одобрение, сократится в 100 раз.

Кроме того, безопасность, практичность и экологичность новых проектов зданий теперь можно проверить в симуляторе, и результаты будут такими же точными, как если бы испытания проводились в реальной жизни, поскольку симулятор напрямую получает данные из реального мира. Например, энергопотребление составляет примерно 19% от общих расходов на содержание типичного здания, поэтому проактивное управление энергопотреблением на основе данных может оказать значительное влияние на конечный результат и на окружающую среду, а цифровой двойник помогает сделать это возможным.

Расширенные возможности эксплуатации и технического обслуживания

При развертывании объектов или вводе в эксплуатацию цифровой двойник может постоянно обновляться текущими эксплуатационными и технологическими данными, такими как данные о техническом обслуживании и производительности, а также информация датчиков промышленного Интернета вещей (IIoT). На этапах эксплуатации в процессе работы фиксируются отклонения от оптимальной схемы процесса и актива, и Digital Twin автоматически обновляется этой информацией.

Зная текущее состояние актива, цифровая модель может использовать технологию предиктивного обучения для проактивного выявления потенциальных отказов актива до их возникновения и даже предлагать способы предотвращения этих отказов. Другими словами, цифровой двойник может предсказать, когда сломается его физический аналог, причем задолго до того, как это произойдет.

Цифровой двойник также может использовать искусственный интеллект для расширенного управления технологическими процессами, разработки стратегий управления и оптимизации процессов. Эти инструменты включают необходимые вариации, полученные при проектировании процессов и активов, в данные инженерных активов или установок, обеспечивая полный и эффективный цифровой цикл создания стоимости и унифицированное управление жизненным циклом. По мере того как организации переходят к использованию цифрового двойника операционной модели предприятия, неэффективность и возможности в текущей деятельности могут быть выявлены и реализованы в режиме реального времени.

Разработка эффективной стратегии цифрового двойника

Цифровая трансформация объединяет новейшие инновационные инструменты и процессы с собственным опытом организации в данной области. Это позволяет не только контекстуализировать новые и существующие данные, но и получать полезную информацию. Затем предприятия могут использовать эти новые знания и замкнуть цикл непрерывного совершенствования процессов. Для того чтобы это произошло, каждый путь цифровой трансформации должен начинаться с критического понимания того, что информация и данные стали бесценным и стратегическим активом предприятия.

Для создания эффективной стратегии цифрового двойника каждому активу требуется свой набор сервисов данных об активах, а также основные инженерные данные, эффективные средства визуализации, процедуры совместной работы и документооборота:

Создать модель Digital Twin, использующую точные данные для понимания характеристик продукции или операций и корректировки критических точек управления для обеспечения краткосрочной и долгосрочной ценности.

Определить, где моделирование Digital Twin и предиктивное обслуживание могут принести наибольшую пользу, например, улучшить операции или процессы, снизить затраты или риски.

Построение архитектурной дорожной карты Digital Twin, позволяющей планировать программы и проекты цифровой трансформации.

Данные – это король. Используйте Digital Twin для развертывания или реализации проектов, поскольку это позволит понять, как организация или проект связаны с текущим состоянием и как они могут отреагировать на внутренние или внешние изменения.

Цифровой двойник объединяет данные, полученные из этих разнообразных точек, и создает огромное количество потенциальных преимуществ, включая возможность тестирования изменений в процессах до их внедрения, принятия более точных и правильных решений на основе данных. Строительные компании, которым удастся реализовать потенциальную экономию за счет эффективного интеллектуального управления основными данными, смогут воспользоваться преобразующими преимуществами технологии Digital Twin и многое выиграть за счет раскрытия границ творческого потенциала без бремени риска.