在能源領域，可有可無的技術和應用是沒有意義的，這個行業真正需要的是能夠帶來價值的技術，數字孿生就是這樣的技術。通過構建數字線程和數字孿生，企業可以實現項目執行、運營效率、可持續性和收入方面的改進。

本文將定義能源領域的數字線程和數字孿生，并介紹如何使用它們來幫助設計、構建和維護為未來提供動力的資產。

Covid-19疫情凸顯出能源行業在項目運營中的很多問題。我們很快就在遠程操作工廠和隨時隨地保持效率方面看到了諸多挑戰。我們必須找到一種方法來統一資產的運營、減少重復性任務并提高效率。顯然，數字技術是其中關鍵。

然而，盡管技術在今天無處不在，但是以正確的方式應用卻并不常見。我們經常看到數字化轉型和新技術項目因為從事這些工作的人不了解行業的挑戰而失敗。與此同時，了解系統、流程和挑戰的業內人士不一定了解新興技術。而且，“綠地項目”和“棕地項目”之間明顯缺乏統一的方法；很多不同的工程師和利益相關方參與到設計、施工和運營過程之中，數據線很容易在移交過程中丟失。

如果企業不能或者不愿意使用，擁有再高端的技術也無濟于事。

數字孿生和數字線程的定義

不同的行業對“數字線程”和“數字孿生”有很多不同的定義。Michael Grieves在2002年首次提出了相關概念，旨在使用數字環境運行虛擬模型。第一個應用是NASA在2010年提出的，彼時，已經開始出現諸如谷歌地圖、智能城市、自動駕駛汽車、醫療保健模擬、建筑規劃等應用。這時，每個行業開始有自己的定義和標桿案例。

在這之中，很多用途都集中在處理過的數據上。

例如，在能源領域，我們既有靜態數據也有動態數據。由于運營階段約占項目生命周期的80%，因此實時信息至關重要。項目期間信息的逐步移交始于類庫的開發——對每個設備、資產和項目的數據和信息進行分類。這構成了數字線程的基礎：

數字線程——需要獲取信息并在項目生命周期中逐步移交信息。這可能是歷史數據，也可能是在工程階段或者施工階段來自各種系統的信息。隨著企業在項目整個生命周期中收集的信息越來越多，創建的數據維度越來越多，數字線程也逐漸成熟起來。

數字孿生——來自不同系統的數據相互關聯，創建單一的事實來源。數字孿生實際上是在數字語境中表示相關數據的一種模式，即“數字資產”的“系統的系統”。

數字線程關乎信息本身的收集，而數字孿生關乎如何在語境中顯示這些信息。

當談到數字線程和數字孿生時，這兩種技術名稱相似，使用的環境相似，并且有著千絲萬縷的聯系。

通過數字解決方案改善項目生命周期

在能源領域，數字孿生被稱為數字工廠。這是利用來自不同系統和時間線的數據的相關性創建的一個系統。在這之中，數字線程逐步構建數字資產。從早期的元數據開始，逐漸發展成為一個漸進式線程，其中包含外部環境數據、人工智能/機器學習支持的預測信息等，以構建一個全面的模型。

自成立以來，我們擴展了數字孿生的概念以創建成熟度級別。數字孿生技術可以在項目生命周期的早期階段實施。雖然起初它可以像點云一樣簡單，但3D模型可以用數據豐富并通過新興技術進行改進，以創建越來越多的信息維度和復雜性。

一旦信息被關聯和表示，你就可以使用它做更多事情，例如可以在數據關聯上建立分析、智能和應用。

人工智能可被用于創建洞察并被嵌入到其它功能中，數字大腦、數字孿生可被用于遠程監控和自主運行——這是一些石油和天然氣運營商的目標。一旦有了數字孿生在語境中表示信息，就可以他們獲得設計的審查方式，并創建沉浸式工具，幫助他們在工廠建造之前將其可視化。

提高數字孿生的能力和可訪問性的技術

自18世紀90年代以來，能源領域一直在進行自動化升級，可是盡管他們在數字技術方面有了創新，但流程的變化卻仍然表現遲緩。畢竟，技術只占創新的10%，其余的部分都與人相關。

然而，能源領域最近在技術方面大大加快了步伐，傳統能源和可再生能源領域都是如此。

能夠隨時從任何位置遠程執行任務的需求突然出現對整個行業產生了重大影響，因為需求的涌現總是會讓一些企業有動力去研發相應的解決方案。最近，我們看到很多人工智能在工業互聯網（IIoT）數據中的應用，以創造洞察力并提高工人的安全性。

數字線程就是在使用先進技術的同時獲取更多數據。無人機、機器人、5G、衛星、激光掃描、物聯網等新進展為數字線程提供了動力，并導致了高級操作。在所有這些新技術的加持下，加之全球疫情造成的思維方式轉變，創新和轉型不再慢吞吞；而是正在加快速度并成為一種全面的變化。

能源行業數字孿生的未來

雖然我們需要為能源領域的數字線程和數字孿生創建標準定義，但真正重要的是結合產業應用。

你在數字線程中擁有的有價值的數據越多，你可以獲得的解決方案就越多——盡管你需要哪些解決方案取決于你的具體要求。我們真正需要實現的是在數字環境中全生命周期的數字化，人員、流程、資產和系統在這個環境中相互連接，使用人工智能和先進技術可以實現高效的項目執行和統一運營。

通過這種方式，數字孿生無疑是降低成本、停機時間和碳排放，以及提高效率和安全性的關鍵，這些對于可持續發展至關重要。

當下的數字孿生已經不再是問題，問題在于如何以適當的方式應用這項技術。很快，規范和標準的創建將助力該技術的應用。需求肯定是存在的，而且幸運的是，投資也存在。

現在剩下的問題就是讓社區給予授權，讓相應的解決方案真正落地。