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世界軌道交通資訊網(wǎng)

數(shù)字孿生:邁向數(shù)字化

2020-11-09 來(lái)源:世界軌道交通資訊網(wǎng)
本文摘要:數(shù)字孿生這一話題似乎正在激起人們的熱烈討論,其熱度能與新聞熱點(diǎn)或競(jìng)技體育等話題相提并論。數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)于任何一個(gè)注重自我提升的工程顧問(wèn)來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)必備技能,而對(duì)于另一些人來(lái)說(shuō),數(shù)字孿生技術(shù)則是風(fēng)投助推的“數(shù)字技術(shù)”迷們幻想出來(lái)的最新華而不實(shí)的技術(shù),不值一提。
  數(shù)字孿生這一話題似乎正在激起人們的熱烈討論,其熱度能與新聞熱點(diǎn)或競(jìng)技體育等話題相提并論。數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)于任何一個(gè)注重自我提升的工程顧問(wèn)來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)必備技能,而對(duì)于另一些人來(lái)說(shuō),數(shù)字孿生技術(shù)則是風(fēng)投助推的“數(shù)字技術(shù)”迷們幻想出來(lái)的最新華而不實(shí)的技術(shù),不值一提。對(duì)于支持者來(lái)說(shuō),一方面數(shù)字孿生技術(shù)的重要性足以讓他們舉辦“國(guó)家數(shù)字孿生技術(shù)日”;另一方面他們又被指責(zé)是在“用數(shù)字孿生技術(shù)粉飾”BIM,就像他們以前“以綠色環(huán)保的名義粉飾”生態(tài)可持續(xù)性一樣,因?yàn)樗麄兒ε洛e(cuò)失良機(jī)。

 
  這個(gè)問(wèn)題部分是由于,數(shù)字孿生技術(shù)在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域是新事物,以至于在其定義和術(shù)語(yǔ)上不可避免和令人遺憾地出現(xiàn)爭(zhēng)議。因此,一些首席數(shù)字產(chǎn)品官引入了一種數(shù)字孿生技術(shù)純度測(cè)試。只有滿足某些條件才能被稱為數(shù)字孿生技術(shù),例如:在運(yùn)營(yíng)中使用;包括實(shí)時(shí)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù);用于控制物理資產(chǎn);納入人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí);自主運(yùn)行并自行思考等等。但當(dāng)數(shù)字孿生技術(shù)正在提供深度洞察、創(chuàng)造價(jià)值并改善績(jī)效之時(shí),進(jìn)行數(shù)字孿生技術(shù)純度測(cè)試有何意義呢?
 
  在Bentley2019基礎(chǔ)設(shè)施年度光輝大獎(jiǎng)賽中提交的500多個(gè)項(xiàng)目中,有接近25%的項(xiàng)目聲明他們正在使用或希望應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)創(chuàng)新。這一比例同比大幅增長(zhǎng),也是其創(chuàng)造價(jià)值的無(wú)可辯駁的證明。這125個(gè)多項(xiàng)目跨越了行業(yè)領(lǐng)域、區(qū)域、生命周期各個(gè)階段和承包方法,也是值得我們分析和學(xué)習(xí)的一組獨(dú)特樣本。它們告訴了我們什么?我們又能從這些可能對(duì)我們的定義和術(shù)語(yǔ)產(chǎn)生影響的全球項(xiàng)目中學(xué)到什么?它們通過(guò)怎樣的方法、實(shí)踐和表現(xiàn)創(chuàng)造了價(jià)值并走向成功?
 
  數(shù)字孿生技術(shù)和數(shù)字孿生方法適用于生命周期的所有階段。項(xiàng)目采用數(shù)字孿生技術(shù)的時(shí)間越早,得到的數(shù)據(jù)和洞察也越豐富和準(zhǔn)確。數(shù)字孿生模型可以服務(wù)于許多用途;不存在單一的數(shù)字孿生模型。不同的利益相關(guān)方出于不同的角度與數(shù)字孿生模型進(jìn)行交互,從而衍生出了不同類型的價(jià)值。
 
  許多數(shù)字孿生模型始于實(shí)景建模和無(wú)人機(jī)勘測(cè)。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)字化表示有助于實(shí)現(xiàn)可視化,同時(shí)又可與沉浸式用戶體驗(yàn)相結(jié)合,讓您更直觀地了解環(huán)境。在規(guī)劃階段,數(shù)字孿生模型可用于論證可施工性和對(duì)施工工序及物流建模。這是一種非常受歡迎的數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用,通常涵蓋了真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)條件和不斷變化的設(shè)備和材料的位置。還可以從中清晰地看到數(shù)字化工作交接所創(chuàng)造的價(jià)值,因?yàn)楣こ填檰?wèn)在物理資產(chǎn)之外還交付了數(shù)字資產(chǎn)。通常,無(wú)紙化工作交接要高效得多,從而使運(yùn)營(yíng)就緒程度創(chuàng)出新高,提高了投資回報(bào)率。
 
  經(jīng)過(guò)這些數(shù)字孿生項(xiàng)目的分析,我們找出了典型數(shù)字孿生模型具有的三大特征:數(shù)字化環(huán)境、數(shù)字化組件和數(shù)字化年表。所謂的數(shù)字化環(huán)境是指,自然環(huán)境、地形和地下空間;每個(gè)資產(chǎn)都在地球上有自己的位置信息,而該位置通常是影響其安全性和適應(yīng)力的主要風(fēng)險(xiǎn)因素。數(shù)字化組件可以讓設(shè)計(jì)人員和工程師在標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和制造時(shí)從經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的高性能設(shè)計(jì)中受益。所謂的數(shù)字化年表是指,數(shù)字孿生模型捕捉工程隨時(shí)間線的變更并提供誰(shuí)在何時(shí)執(zhí)行何種操作的可信記錄。同時(shí)顯而易見(jiàn)的是,大多數(shù)數(shù)字孿生模型都具有應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量和完整性相關(guān)挑戰(zhàn)的策略。工程數(shù)據(jù)來(lái)源于多種多專業(yè)的應(yīng)用程序,這就需要進(jìn)行大量的校準(zhǔn)、驗(yàn)證和刪除工作,這聽(tīng)起來(lái)就很費(fèi)勁,事實(shí)也會(huì)如此。而解決這一問(wèn)題的黃金法則就是確保數(shù)據(jù)的可訪問(wèn)性,換言之,就是數(shù)據(jù)不會(huì)由獨(dú)占格式鎖定。
 
  從這組樣本中,我們還可以學(xué)到一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)并得出與成熟度有關(guān)的一些結(jié)論。成熟的數(shù)字孿生模型由哪些內(nèi)容組成?
 
  以下是我們從實(shí)踐和方法中得到的一些結(jié)論,概述了不同級(jí)別或不同階段成熟度的數(shù)字孿生模型的特征:

 
  如果您是數(shù)字孿生模型的創(chuàng)建者或管理者,如何達(dá)到下一級(jí)別?可以運(yùn)用哪些計(jì)劃和做法?是否有指導(dǎo)規(guī)劃的藍(lán)圖或框架?改變并非易事。作為一家軟件公司,我們一直致力于部署數(shù)字孿生技術(shù),但必須強(qiáng)調(diào)的是,在走向成功的路上,人和流程的影響與技術(shù)因素同樣重要。
 
  以下是我們根據(jù)為重型土木/交通運(yùn)輸項(xiàng)目、流程工廠和智能城市實(shí)施數(shù)字孿生技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)提出的做法與實(shí)踐建議。下文根據(jù)企業(yè)的能力列述了相關(guān)的實(shí)踐。盡管企業(yè)可能已經(jīng)具有完全智能、鏈接資產(chǎn)的數(shù)字孿生模型,但可能沒(méi)有讓其保持長(zhǎng)期有效的能力,也可能無(wú)法進(jìn)行后續(xù)的部署。這些實(shí)踐需要一個(gè)多階段規(guī)劃,考慮的不僅僅是如何創(chuàng)建和交付數(shù)字孿生模型,更重要的還有如何進(jìn)行管理和使用。如果任由數(shù)字孿生模型失效,那么也就失去了其價(jià)值,并會(huì)影響企業(yè)的數(shù)字化戰(zhàn)略順利進(jìn)行。
 
  如果遵循以上建議并在接下來(lái)的工作中付諸實(shí)踐,那么可以期待怎樣的價(jià)值回報(bào)呢?

 
  擁有數(shù)字孿生模型將是一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn),因?yàn)樗茏尮こ處焸兘Y(jié)合資產(chǎn)及其周邊真實(shí)的環(huán)境來(lái)解決設(shè)計(jì)的復(fù)雜因素問(wèn)題。用一位項(xiàng)目經(jīng)理的話說(shuō):“我們預(yù)計(jì)在設(shè)計(jì)中使用數(shù)字孿生模型會(huì)節(jié)省幾百個(gè)小時(shí)的設(shè)計(jì)時(shí)間,而且可以得到遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于之前的設(shè)計(jì)。我們省去了每個(gè)項(xiàng)目發(fā)圖包的審核環(huán)節(jié),節(jié)省了幾百個(gè)小時(shí)的工時(shí),將現(xiàn)場(chǎng)考察需求減少了一半,創(chuàng)造出了零沖突的設(shè)計(jì)。擁有數(shù)字孿生模型,可以讓我們的工程師更高效地解決問(wèn)題,并對(duì)自己設(shè)計(jì)產(chǎn)生的效果完全自信。預(yù)期會(huì)有3,000張實(shí)際工廠施工圖,我們通過(guò)協(xié)同設(shè)計(jì)檢視,省去了將近45%的與業(yè)主一同進(jìn)行審圖和問(wèn)題處理的時(shí)間。”
 
  數(shù)字孿生模型幫助優(yōu)化了設(shè)計(jì)環(huán)境,開(kāi)發(fā)出了功能全面的專用虛擬模型,因而可以通過(guò)分析不同的設(shè)計(jì)方案來(lái)做出改進(jìn),在項(xiàng)目/原型階段提出比常規(guī)方法更完善的方法。據(jù)一位交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的經(jīng)理稱:“這種技術(shù)創(chuàng)新不僅統(tǒng)一了能夠代表不同階段的靜態(tài)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),同時(shí)還創(chuàng)建了一個(gè)帶有時(shí)間線和對(duì)應(yīng)變更集的模型,覆蓋了包含運(yùn)營(yíng)維護(hù),甚至資產(chǎn)退役的全生命周期信息。這樣創(chuàng)建的數(shù)字孿生模型,其任務(wù)就是用合適的顆粒度來(lái)呈現(xiàn)物理資產(chǎn)在工作管理階段任一既定時(shí)刻的狀態(tài),其優(yōu)點(diǎn)是可以應(yīng)用模擬仿真算法來(lái)評(píng)估改變操作條件的情況下,實(shí)物資產(chǎn)如何做出反應(yīng)。數(shù)字孿生模型有一種非常強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì),那就是可以隨時(shí)隨地訪問(wèn),而無(wú)論其物理孿生實(shí)體位于何處。”
 
  數(shù)字孿生模型可用于論證項(xiàng)目的可施工性。如果項(xiàng)目使用數(shù)字孿生模型來(lái)呈現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的當(dāng)前狀態(tài),則可以對(duì)未來(lái)進(jìn)行中短期的展望,測(cè)試材料存放區(qū)、人員、工廠隔離區(qū)和施工工作是否會(huì)發(fā)生沖突。由于使用了數(shù)字孿生模型來(lái)論證方案,現(xiàn)場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)即可根據(jù)實(shí)際信息作出決策。這樣就可以做出調(diào)整來(lái)確保施工的可行性,而工人就可以安全地開(kāi)展工作,而不是在壓力下偷工減料。
 
  據(jù)一位工程顧問(wèn)稱“以數(shù)據(jù)為中心的設(shè)計(jì)流程可以讓我們即使還沒(méi)有去現(xiàn)場(chǎng)即可創(chuàng)建與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境高度一致的數(shù)字化工廠模型。我們可以模擬施工并提高每處施工的效率。數(shù)字化流程實(shí)現(xiàn)了完整的工程交付——沒(méi)有發(fā)生任何范圍遺漏,讓我們自豪的是,我們的施工返工率下降到低于2%,這為我們客戶的項(xiàng)目和業(yè)務(wù)帶來(lái)了重大價(jià)值。而數(shù)字化項(xiàng)目交付帶來(lái)的終極效益還在于:為客戶交付了完整的數(shù)字孿生模型,搭載了可讓客戶在未來(lái)數(shù)十年更有效、更有力地運(yùn)營(yíng)資產(chǎn)的寶貴信息。”
 
  在運(yùn)營(yíng)中,電廠所有者體會(huì)到電廠在整體可用性和可靠性方面得到了明顯改善,優(yōu)化了設(shè)備定期維護(hù)保養(yǎng)的頻率,從而節(jié)省了總成本。數(shù)字孿生模型的持續(xù)更新為檢查、模擬和維護(hù)提供了物理資產(chǎn)可靠性和性能的全面運(yùn)行狀態(tài)信息。借助數(shù)字孿生模型,經(jīng)營(yíng)者能夠?qū)崿F(xiàn)資產(chǎn)可視化、檢查狀態(tài)、執(zhí)行分析并形成深度見(jiàn)解,從而預(yù)測(cè)和優(yōu)化資產(chǎn)性能。通過(guò)將資產(chǎn)模型與側(cè)重于可靠性的維護(hù)方法相結(jié)合,將維護(hù)工作減少了10%,強(qiáng)制停機(jī)減少了25%,資產(chǎn)可用性提高了10%。
 
  軋鋼廠所有者使用數(shù)字孿生模型對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)、開(kāi)展緊急事故模擬和事故預(yù)防。對(duì)于給排水管網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)者,擁有系統(tǒng)的數(shù)字孿生模型后,工程師和技術(shù)人員便可從不同角度更詳細(xì)地檢查和分析管網(wǎng),還可以測(cè)試和模擬在現(xiàn)實(shí)中實(shí)現(xiàn)不了的場(chǎng)景。事實(shí)證明,專門(mén)對(duì)洪水和污染事件建模也非常強(qiáng)大,可以在發(fā)生任何潛在損失前采取措施。
 
  在縱覽基礎(chǔ)設(shè)施2019大會(huì)上,我們看到了許多出色的數(shù)字孿生實(shí)例。僅僅是與三年前相比,今日格局變化之快和可實(shí)現(xiàn)功能增量之大就已經(jīng)令人吃驚。最重要的是,數(shù)字孿生技術(shù)在改善決策和減少?zèng)Q策環(huán)節(jié)方面展現(xiàn)出的能力意味著,項(xiàng)目更有可能按時(shí)、按預(yù)算交付,資產(chǎn)將更加安全、適應(yīng)性更強(qiáng)。這些都充分表明,數(shù)字孿生技術(shù)正在走向成熟??v覽基礎(chǔ)設(shè)施2020大會(huì)上的數(shù)字孿生項(xiàng)目又會(huì)是什么樣呢?現(xiàn)在可以確信的是,我們將會(huì)看到更多創(chuàng)新性應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)的數(shù)字孿生實(shí)例。

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  數(shù)字孿生這一話題似乎正在激起人們的熱烈討論,其熱度能與新聞熱點(diǎn)或競(jìng)技體育等話題相提并論。數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)于任何一個(gè)注重自我提升的工程顧問(wèn)來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)必備技能,而對(duì)于另一些人來(lái)說(shuō),數(shù)字孿生技術(shù)則是風(fēng)投助推的“數(shù)字技術(shù)”迷們幻想出來(lái)的最新華而不實(shí)的技術(shù),不值一提。對(duì)于支持者來(lái)說(shuō),一方面數(shù)字孿生技術(shù)的重要性足以讓他們舉辦“國(guó)家數(shù)字孿生技術(shù)日”;另一方面他們又被指責(zé)是在“用數(shù)字孿生技術(shù)粉飾”BIM,就像他們以前“以綠色環(huán)保的名義粉飾”生態(tài)可持續(xù)性一樣,因?yàn)樗麄兒ε洛e(cuò)失良機(jī)。


 
  這個(gè)問(wèn)題部分是由于,數(shù)字孿生技術(shù)在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域是新事物,以至于在其定義和術(shù)語(yǔ)上不可避免和令人遺憾地出現(xiàn)爭(zhēng)議。因此,一些首席數(shù)字產(chǎn)品官引入了一種數(shù)字孿生技術(shù)純度測(cè)試。只有滿足某些條件才能被稱為數(shù)字孿生技術(shù),例如:在運(yùn)營(yíng)中使用;包括實(shí)時(shí)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù);用于控制物理資產(chǎn);納入人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí);自主運(yùn)行并自行思考等等。但當(dāng)數(shù)字孿生技術(shù)正在提供深度洞察、創(chuàng)造價(jià)值并改善績(jī)效之時(shí),進(jìn)行數(shù)字孿生技術(shù)純度測(cè)試有何意義呢?
 
  在Bentley2019基礎(chǔ)設(shè)施年度光輝大獎(jiǎng)賽中提交的500多個(gè)項(xiàng)目中,有接近25%的項(xiàng)目聲明他們正在使用或希望應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)創(chuàng)新。這一比例同比大幅增長(zhǎng),也是其創(chuàng)造價(jià)值的無(wú)可辯駁的證明。這125個(gè)多項(xiàng)目跨越了行業(yè)領(lǐng)域、區(qū)域、生命周期各個(gè)階段和承包方法,也是值得我們分析和學(xué)習(xí)的一組獨(dú)特樣本。它們告訴了我們什么?我們又能從這些可能對(duì)我們的定義和術(shù)語(yǔ)產(chǎn)生影響的全球項(xiàng)目中學(xué)到什么?它們通過(guò)怎樣的方法、實(shí)踐和表現(xiàn)創(chuàng)造了價(jià)值并走向成功?
 
  數(shù)字孿生技術(shù)和數(shù)字孿生方法適用于生命周期的所有階段。項(xiàng)目采用數(shù)字孿生技術(shù)的時(shí)間越早,得到的數(shù)據(jù)和洞察也越豐富和準(zhǔn)確。數(shù)字孿生模型可以服務(wù)于許多用途;不存在單一的數(shù)字孿生模型。不同的利益相關(guān)方出于不同的角度與數(shù)字孿生模型進(jìn)行交互,從而衍生出了不同類型的價(jià)值。
 
  許多數(shù)字孿生模型始于實(shí)景建模和無(wú)人機(jī)勘測(cè)。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)字化表示有助于實(shí)現(xiàn)可視化,同時(shí)又可與沉浸式用戶體驗(yàn)相結(jié)合,讓您更直觀地了解環(huán)境。在規(guī)劃階段,數(shù)字孿生模型可用于論證可施工性和對(duì)施工工序及物流建模。這是一種非常受歡迎的數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用,通常涵蓋了真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)條件和不斷變化的設(shè)備和材料的位置。還可以從中清晰地看到數(shù)字化工作交接所創(chuàng)造的價(jià)值,因?yàn)楣こ填檰?wèn)在物理資產(chǎn)之外還交付了數(shù)字資產(chǎn)。通常,無(wú)紙化工作交接要高效得多,從而使運(yùn)營(yíng)就緒程度創(chuàng)出新高,提高了投資回報(bào)率。
 
  經(jīng)過(guò)這些數(shù)字孿生項(xiàng)目的分析,我們找出了典型數(shù)字孿生模型具有的三大特征:數(shù)字化環(huán)境、數(shù)字化組件和數(shù)字化年表。所謂的數(shù)字化環(huán)境是指,自然環(huán)境、地形和地下空間;每個(gè)資產(chǎn)都在地球上有自己的位置信息,而該位置通常是影響其安全性和適應(yīng)力的主要風(fēng)險(xiǎn)因素。數(shù)字化組件可以讓設(shè)計(jì)人員和工程師在標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和制造時(shí)從經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的高性能設(shè)計(jì)中受益。所謂的數(shù)字化年表是指,數(shù)字孿生模型捕捉工程隨時(shí)間線的變更并提供誰(shuí)在何時(shí)執(zhí)行何種操作的可信記錄。同時(shí)顯而易見(jiàn)的是,大多數(shù)數(shù)字孿生模型都具有應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量和完整性相關(guān)挑戰(zhàn)的策略。工程數(shù)據(jù)來(lái)源于多種多專業(yè)的應(yīng)用程序,這就需要進(jìn)行大量的校準(zhǔn)、驗(yàn)證和刪除工作,這聽(tīng)起來(lái)就很費(fèi)勁,事實(shí)也會(huì)如此。而解決這一問(wèn)題的黃金法則就是確保數(shù)據(jù)的可訪問(wèn)性,換言之,就是數(shù)據(jù)不會(huì)由獨(dú)占格式鎖定。
 
  從這組樣本中,我們還可以學(xué)到一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)并得出與成熟度有關(guān)的一些結(jié)論。成熟的數(shù)字孿生模型由哪些內(nèi)容組成?
 
  以下是我們從實(shí)踐和方法中得到的一些結(jié)論,概述了不同級(jí)別或不同階段成熟度的數(shù)字孿生模型的特征:

 
  如果您是數(shù)字孿生模型的創(chuàng)建者或管理者,如何達(dá)到下一級(jí)別?可以運(yùn)用哪些計(jì)劃和做法?是否有指導(dǎo)規(guī)劃的藍(lán)圖或框架?改變并非易事。作為一家軟件公司,我們一直致力于部署數(shù)字孿生技術(shù),但必須強(qiáng)調(diào)的是,在走向成功的路上,人和流程的影響與技術(shù)因素同樣重要。
 
  以下是我們根據(jù)為重型土木/交通運(yùn)輸項(xiàng)目、流程工廠和智能城市實(shí)施數(shù)字孿生技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)提出的做法與實(shí)踐建議。下文根據(jù)企業(yè)的能力列述了相關(guān)的實(shí)踐。盡管企業(yè)可能已經(jīng)具有完全智能、鏈接資產(chǎn)的數(shù)字孿生模型,但可能沒(méi)有讓其保持長(zhǎng)期有效的能力,也可能無(wú)法進(jìn)行后續(xù)的部署。這些實(shí)踐需要一個(gè)多階段規(guī)劃,考慮的不僅僅是如何創(chuàng)建和交付數(shù)字孿生模型,更重要的還有如何進(jìn)行管理和使用。如果任由數(shù)字孿生模型失效,那么也就失去了其價(jià)值,并會(huì)影響企業(yè)的數(shù)字化戰(zhàn)略順利進(jìn)行。
 
  如果遵循以上建議并在接下來(lái)的工作中付諸實(shí)踐,那么可以期待怎樣的價(jià)值回報(bào)呢?

 
  擁有數(shù)字孿生模型將是一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn),因?yàn)樗茏尮こ處焸兘Y(jié)合資產(chǎn)及其周邊真實(shí)的環(huán)境來(lái)解決設(shè)計(jì)的復(fù)雜因素問(wèn)題。用一位項(xiàng)目經(jīng)理的話說(shuō):“我們預(yù)計(jì)在設(shè)計(jì)中使用數(shù)字孿生模型會(huì)節(jié)省幾百個(gè)小時(shí)的設(shè)計(jì)時(shí)間,而且可以得到遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于之前的設(shè)計(jì)。我們省去了每個(gè)項(xiàng)目發(fā)圖包的審核環(huán)節(jié),節(jié)省了幾百個(gè)小時(shí)的工時(shí),將現(xiàn)場(chǎng)考察需求減少了一半,創(chuàng)造出了零沖突的設(shè)計(jì)。擁有數(shù)字孿生模型,可以讓我們的工程師更高效地解決問(wèn)題,并對(duì)自己設(shè)計(jì)產(chǎn)生的效果完全自信。預(yù)期會(huì)有3,000張實(shí)際工廠施工圖,我們通過(guò)協(xié)同設(shè)計(jì)檢視,省去了將近45%的與業(yè)主一同進(jìn)行審圖和問(wèn)題處理的時(shí)間。”
 
  數(shù)字孿生模型幫助優(yōu)化了設(shè)計(jì)環(huán)境,開(kāi)發(fā)出了功能全面的專用虛擬模型,因而可以通過(guò)分析不同的設(shè)計(jì)方案來(lái)做出改進(jìn),在項(xiàng)目/原型階段提出比常規(guī)方法更完善的方法。據(jù)一位交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的經(jīng)理稱:“這種技術(shù)創(chuàng)新不僅統(tǒng)一了能夠代表不同階段的靜態(tài)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),同時(shí)還創(chuàng)建了一個(gè)帶有時(shí)間線和對(duì)應(yīng)變更集的模型,覆蓋了包含運(yùn)營(yíng)維護(hù),甚至資產(chǎn)退役的全生命周期信息。這樣創(chuàng)建的數(shù)字孿生模型,其任務(wù)就是用合適的顆粒度來(lái)呈現(xiàn)物理資產(chǎn)在工作管理階段任一既定時(shí)刻的狀態(tài),其優(yōu)點(diǎn)是可以應(yīng)用模擬仿真算法來(lái)評(píng)估改變操作條件的情況下,實(shí)物資產(chǎn)如何做出反應(yīng)。數(shù)字孿生模型有一種非常強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì),那就是可以隨時(shí)隨地訪問(wèn),而無(wú)論其物理孿生實(shí)體位于何處。”
 
  數(shù)字孿生模型可用于論證項(xiàng)目的可施工性。如果項(xiàng)目使用數(shù)字孿生模型來(lái)呈現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的當(dāng)前狀態(tài),則可以對(duì)未來(lái)進(jìn)行中短期的展望,測(cè)試材料存放區(qū)、人員、工廠隔離區(qū)和施工工作是否會(huì)發(fā)生沖突。由于使用了數(shù)字孿生模型來(lái)論證方案,現(xiàn)場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)即可根據(jù)實(shí)際信息作出決策。這樣就可以做出調(diào)整來(lái)確保施工的可行性,而工人就可以安全地開(kāi)展工作,而不是在壓力下偷工減料。
 
  據(jù)一位工程顧問(wèn)稱“以數(shù)據(jù)為中心的設(shè)計(jì)流程可以讓我們即使還沒(méi)有去現(xiàn)場(chǎng)即可創(chuàng)建與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境高度一致的數(shù)字化工廠模型。我們可以模擬施工并提高每處施工的效率。數(shù)字化流程實(shí)現(xiàn)了完整的工程交付——沒(méi)有發(fā)生任何范圍遺漏,讓我們自豪的是,我們的施工返工率下降到低于2%,這為我們客戶的項(xiàng)目和業(yè)務(wù)帶來(lái)了重大價(jià)值。而數(shù)字化項(xiàng)目交付帶來(lái)的終極效益還在于:為客戶交付了完整的數(shù)字孿生模型,搭載了可讓客戶在未來(lái)數(shù)十年更有效、更有力地運(yùn)營(yíng)資產(chǎn)的寶貴信息。”
 
  在運(yùn)營(yíng)中,電廠所有者體會(huì)到電廠在整體可用性和可靠性方面得到了明顯改善,優(yōu)化了設(shè)備定期維護(hù)保養(yǎng)的頻率,從而節(jié)省了總成本。數(shù)字孿生模型的持續(xù)更新為檢查、模擬和維護(hù)提供了物理資產(chǎn)可靠性和性能的全面運(yùn)行狀態(tài)信息。借助數(shù)字孿生模型,經(jīng)營(yíng)者能夠?qū)崿F(xiàn)資產(chǎn)可視化、檢查狀態(tài)、執(zhí)行分析并形成深度見(jiàn)解,從而預(yù)測(cè)和優(yōu)化資產(chǎn)性能。通過(guò)將資產(chǎn)模型與側(cè)重于可靠性的維護(hù)方法相結(jié)合,將維護(hù)工作減少了10%,強(qiáng)制停機(jī)減少了25%,資產(chǎn)可用性提高了10%。
 
  軋鋼廠所有者使用數(shù)字孿生模型對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)、開(kāi)展緊急事故模擬和事故預(yù)防。對(duì)于給排水管網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)者,擁有系統(tǒng)的數(shù)字孿生模型后,工程師和技術(shù)人員便可從不同角度更詳細(xì)地檢查和分析管網(wǎng),還可以測(cè)試和模擬在現(xiàn)實(shí)中實(shí)現(xiàn)不了的場(chǎng)景。事實(shí)證明,專門(mén)對(duì)洪水和污染事件建模也非常強(qiáng)大,可以在發(fā)生任何潛在損失前采取措施。
 
  在縱覽基礎(chǔ)設(shè)施2019大會(huì)上,我們看到了許多出色的數(shù)字孿生實(shí)例。僅僅是與三年前相比,今日格局變化之快和可實(shí)現(xiàn)功能增量之大就已經(jīng)令人吃驚。最重要的是,數(shù)字孿生技術(shù)在改善決策和減少?zèng)Q策環(huán)節(jié)方面展現(xiàn)出的能力意味著,項(xiàng)目更有可能按時(shí)、按預(yù)算交付,資產(chǎn)將更加安全、適應(yīng)性更強(qiáng)。這些都充分表明,數(shù)字孿生技術(shù)正在走向成熟??v覽基礎(chǔ)設(shè)施2020大會(huì)上的數(shù)字孿生項(xiàng)目又會(huì)是什么樣呢?現(xiàn)在可以確信的是,我們將會(huì)看到更多創(chuàng)新性應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)的數(shù)字孿生實(shí)例。

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