隨著企業(yè)越來越多地轉(zhuǎn)向先進(jìn)技術(shù)來推動產(chǎn)品和可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新，數(shù)字孿生將成為工程團隊的關(guān)鍵。

在疫情期間，數(shù)字工具在我們個人和職業(yè)生活中的變革性作用已得到廣泛體現(xiàn)。現(xiàn)在，企業(yè)正在尋求數(shù)字技術(shù)來利用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、解決復(fù)雜的運營挑戰(zhàn)，并推動整個價值鏈的創(chuàng)新，85%的工業(yè)組織預(yù)計將投資于數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

工程是這些數(shù)字化計劃的核心。正如Gartner所言，在電力、核能、油氣和化工等行業(yè)，工程與信息和運營一樣，都是戰(zhàn)略規(guī)劃的重要組成部分，這為我們打開了一扇新的窗口。這三者的交集為實體的物理和數(shù)字等效物提供了任何系統(tǒng)模擬、設(shè)計和操作的優(yōu)化。

工程師必須理解大量工業(yè)數(shù)據(jù)，以管理整個組織的時間、費用和報告。這些數(shù)據(jù)可能包含在線路列表、管道和儀表圖、電子表格、文檔、圖紙、3D模型以及激光掃描和文本文件中。其可以存儲在紙上，也可以存儲在分散位置的不同團隊和部門的計算機和數(shù)字工具中。商業(yè)的動態(tài)特性意味著這些數(shù)據(jù)是不斷更新的。

將這些堆積如山的細(xì)節(jié)整理成可用的信息既不快速也不容易。一些數(shù)據(jù)用戶花費高達(dá)40%的時間來搜索原始信息，打開一個新窗口，再花20%的時間來清理材料，然后才能對其進(jìn)行分析以獲得見解。在此過程中，轉(zhuǎn)型計劃放緩，使利用數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢面臨風(fēng)險。

進(jìn)入數(shù)字孿生

工程團隊越來越多地使用數(shù)字孿生技術(shù)來跟上運營數(shù)據(jù)，實時解鎖業(yè)務(wù)洞察力，做出更好的決策并支持變更管理策略。

簡單來說，數(shù)字孿生是實時復(fù)制物理實體(如資產(chǎn)、流程或企業(yè))的軟件程序。

該軟件提供了對工廠運營的洞察，在整個組織中創(chuàng)建了一個單一的真相來源。有關(guān)特定物理設(shè)施的所有相關(guān)實時信息-每個圖表和電子表格-都包含在程序中。

為了準(zhǔn)確地描述其現(xiàn)實世界對應(yīng)物的行為，數(shù)字孿生必須與最新的可用信息集成，利用云和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

當(dāng)這些數(shù)據(jù)與基于人工智能和機器學(xué)習(xí)的分析相結(jié)合時，團隊可以準(zhǔn)確地將資產(chǎn)信息可視化，從而實現(xiàn)不同利益相關(guān)者之間的無縫協(xié)作。

包括制造業(yè)、醫(yī)療保健、汽車、運輸、能源和零售在內(nèi)的許多行業(yè)的業(yè)務(wù)領(lǐng)導(dǎo)者正在轉(zhuǎn)向數(shù)字孿生，以利用其數(shù)據(jù)的潛力來推動真正的業(yè)務(wù)成果。

總體而言，據(jù)Gartner估計，到2026年，數(shù)字孿生市場預(yù)計將帶來超過1830億美元的收入。到那時，預(yù)計將有25家全球企業(yè)通過數(shù)字孿生計劃實現(xiàn)10億美元的收入或成本節(jié)約，而2021年只有一家。

數(shù)字孿生的工程效益

對于工程師而言，在虛擬世界中鏡像工業(yè)設(shè)施可以讓團隊隨時隨地安全地訪問實時信息。因此，其可以做出準(zhǔn)確且明智的選擇，從而推動整個企業(yè)的收益。

下面來看看數(shù)字孿生如何使負(fù)責(zé)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的工程團隊受益。

更快、更堅定的決策：訪問實時信息支持明智的、數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策。其不僅節(jié)省了時間和金錢，而且還解放了員工，使其能夠?qū)⒕性谠鲋颠^程上。數(shù)字孿生采用報告《Opens a new window》發(fā)現(xiàn)，一個最佳設(shè)計的決策時間已降至一分鐘以下。

利益相關(guān)者的支持：借助數(shù)字孿生，工程師甚至可以在項目的早期階段創(chuàng)建實際最終開發(fā)的數(shù)字原型。這種前端加載支持早期利益相關(guān)者驗證，并使工程師有信心轉(zhuǎn)向執(zhí)行。

減少停機時間：借助數(shù)字孿生，工程師可以從定期計劃轉(zhuǎn)向基于狀況的預(yù)測性資產(chǎn)維護(hù)。通過提前標(biāo)記潛在問題，工程師可以提前設(shè)計解決方案并自信地操作，確保資產(chǎn)可用并減少停機時間。

增強合作：作為各個級別的團隊成員都可以訪問的單一事實來源，數(shù)字孿生支撐著工程和運營團隊之間的合作。當(dāng)每個人共享相同的可靠、高保真數(shù)據(jù)時，相互沖突的解釋就會被消除，聯(lián)合決策就會更容易做出。同時，團隊之間的交接變得更加容易。

更小的碳足跡：憑借超出人類能力的先進(jìn)建模速度，數(shù)字孿生解決方案可以為工程團隊提供無限范圍的操作場景，以減少排放并優(yōu)化風(fēng)險。其次，隨著在線協(xié)作的增加，前往工作地點的商務(wù)旅行需求減少。

成本和規(guī)劃收益：最后，數(shù)字孿生已被證明可以提供高達(dá)30%的增長，在計劃效率方面打開了一個新的窗口，同時減少15%的工時。單個解決方案中包含的所有信息可以創(chuàng)建更好的調(diào)度，減少任何額外的工作時間，并消除版本準(zhǔn)確性的不確定性。

現(xiàn)實世界中的數(shù)字孿生

在瑞典可以看到部署數(shù)字孿生的切實業(yè)務(wù)成果，瑞典的奧斯卡山核電站希望對三個反應(yīng)堆的電纜系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造。該企業(yè)決定對組件進(jìn)行3D建模，并將其與反應(yīng)堆安全殼的激光數(shù)據(jù)集成。這種創(chuàng)新方法確保了最高的準(zhǔn)確性，并為用戶提供了詳細(xì)的指導(dǎo)，展示了如何執(zhí)行必要的任務(wù)。為了完成設(shè)計，操作數(shù)據(jù)從2萬份文件精簡到25臺筆記本電腦，而不是2萬份文件。反應(yīng)堆停運時間從150天降至80天以下。

與此同時，在泰國，SCG Chemicals的工程師使用單一平臺對其運營進(jìn)行集成、實時可視化。該企業(yè)的數(shù)字可靠性平臺是一個涵蓋工程、運營和維護(hù)的端到端解決方案。通過將三維虛擬工廠與沉浸式、基于觸摸的可視化工具結(jié)合在一起，團隊可以快速訪問植物信息，同時加強跨學(xué)科協(xié)作。該平臺將查找信息的時間縮短到10秒以內(nèi)。在短短六個月內(nèi)，該企業(yè)實現(xiàn)了9倍的投資回報率，并看到工廠可靠性上升到100%。

為成功而設(shè)計

數(shù)字孿生從未如此重要。其在工程、運營和維護(hù)領(lǐng)域有著廣泛而多樣的應(yīng)用，有助于支持工業(yè)轉(zhuǎn)型，同時促進(jìn)資本項目和業(yè)主運營商的創(chuàng)新和敏捷性。

分析顯示，該技術(shù)幫助業(yè)主-運營商減少了查找信息和做出決策所需的時間，將生產(chǎn)率提高了10%，將計劃外停機時間減少了30%，并實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

數(shù)字孿生減輕了資本項目的復(fù)雜性，特別是那些涉及能源組合的項目，例如設(shè)計和運營聚變發(fā)電廠。此類項目涉及的詳細(xì)設(shè)計需要跟蹤從設(shè)計到運營的資產(chǎn)生命周期。數(shù)字孿生將有助于資產(chǎn)的可追溯性，因為它其準(zhǔn)確地表示和模擬反應(yīng)堆的所有組件。參與化石能源項目的眾多專家要求建立一個數(shù)字孿生，以支持協(xié)作，并作為所有業(yè)務(wù)資產(chǎn)的所有利益相關(guān)者之間的單一事實來源。數(shù)字孿生有助于安全可靠地建造和運營發(fā)電廠。