在能源領(lǐng)域，可有可無的技術(shù)和應(yīng)用是沒有意義的，這個行業(yè)真正需要的是能夠帶來價值的技術(shù)，數(shù)字孿生就是這樣的技術(shù)。通過構(gòu)建數(shù)字線程和數(shù)字孿生，企業(yè)可以實現(xiàn)項目執(zhí)行、運營效率、可持續(xù)性和收入方面的改進(jìn)。

本文將定義能源領(lǐng)域的數(shù)字線程和數(shù)字孿生，并介紹如何使用它們來幫助設(shè)計、構(gòu)建和維護(hù)為未來提供動力的資產(chǎn)。

Covid-19疫情凸顯出能源行業(yè)在項目運營中的很多問題。我們很快就在遠(yuǎn)程操作工廠和隨時隨地保持效率方面看到了諸多挑戰(zhàn)。我們必須找到一種方法來統(tǒng)一資產(chǎn)的運營、減少重復(fù)性任務(wù)并提高效率。顯然，數(shù)字技術(shù)是其中關(guān)鍵。

然而，盡管技術(shù)在今天無處不在，但是以正確的方式應(yīng)用卻并不常見。我們經(jīng)?？吹綌?shù)字化轉(zhuǎn)型和新技術(shù)項目因為從事這些工作的人不了解行業(yè)的挑戰(zhàn)而失敗。與此同時，了解系統(tǒng)、流程和挑戰(zhàn)的業(yè)內(nèi)人士不一定了解新興技術(shù)。而且，“綠地項目”和“棕地項目”之間明顯缺乏統(tǒng)一的方法；很多不同的工程師和利益相關(guān)方參與到設(shè)計、施工和運營過程之中，數(shù)據(jù)線很容易在移交過程中丟失。

如果企業(yè)不能或者不愿意使用，擁有再高端的技術(shù)也無濟于事。

數(shù)字孿生和數(shù)字線程的定義

不同的行業(yè)對“數(shù)字線程”和“數(shù)字孿生”有很多不同的定義。Michael Grieves在2002年首次提出了相關(guān)概念，旨在使用數(shù)字環(huán)境運行虛擬模型。第一個應(yīng)用是NASA在2010年提出的，彼時，已經(jīng)開始出現(xiàn)諸如谷歌地圖、智能城市、自動駕駛汽車、醫(yī)療保健模擬、建筑規(guī)劃等應(yīng)用。這時，每個行業(yè)開始有自己的定義和標(biāo)桿案例。

在這之中，很多用途都集中在處理過的數(shù)據(jù)上。

例如，在能源領(lǐng)域，我們既有靜態(tài)數(shù)據(jù)也有動態(tài)數(shù)據(jù)。由于運營階段約占項目生命周期的80%，因此實時信息至關(guān)重要。項目期間信息的逐步移交始于類庫的開發(fā)——對每個設(shè)備、資產(chǎn)和項目的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分類。這構(gòu)成了數(shù)字線程的基礎(chǔ)：

數(shù)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(shù)據(jù)，也可能是在工程階段或者施工階段來自各種系統(tǒng)的信息。隨著企業(yè)在項目整個生命周期中收集的信息越來越多，創(chuàng)建的數(shù)據(jù)維度越來越多，數(shù)字線程也逐漸成熟起來。

數(shù)字孿生——來自不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)，創(chuàng)建單一的事實來源。數(shù)字孿生實際上是在數(shù)字語境中表示相關(guān)數(shù)據(jù)的一種模式，即“數(shù)字資產(chǎn)”的“系統(tǒng)的系統(tǒng)”。

數(shù)字線程關(guān)乎信息本身的收集，而數(shù)字孿生關(guān)乎如何在語境中顯示這些信息。

當(dāng)談到數(shù)字線程和數(shù)字孿生時，這兩種技術(shù)名稱相似，使用的環(huán)境相似，并且有著千絲萬縷的聯(lián)系。

通過數(shù)字解決方案改善項目生命周期

在能源領(lǐng)域，數(shù)字孿生被稱為數(shù)字工廠。這是利用來自不同系統(tǒng)和時間線的數(shù)據(jù)的相關(guān)性創(chuàng)建的一個系統(tǒng)。在這之中，數(shù)字線程逐步構(gòu)建數(shù)字資產(chǎn)。從早期的元數(shù)據(jù)開始，逐漸發(fā)展成為一個漸進(jìn)式線程，其中包含外部環(huán)境數(shù)據(jù)、人工智能/機器學(xué)習(xí)支持的預(yù)測信息等，以構(gòu)建一個全面的模型。

自成立以來，我們擴展了數(shù)字孿生的概念以創(chuàng)建成熟度級別。數(shù)字孿生技術(shù)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(shù)據(jù)豐富并通過新興技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以創(chuàng)建越來越多的信息維度和復(fù)雜性。

一旦信息被關(guān)聯(lián)和表示，你就可以使用它做更多事情，例如可以在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)上建立分析、智能和應(yīng)用。

人工智能可被用于創(chuàng)建洞察并被嵌入到其它功能中，數(shù)字大腦、數(shù)字孿生可被用于遠(yuǎn)程監(jiān)控和自主運行——這是一些石油和天然氣運營商的目標(biāo)。一旦有了數(shù)字孿生在語境中表示信息，就可以他們獲得設(shè)計的審查方式，并創(chuàng)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(shù)字孿生的能力和可訪問性的技術(shù)

自18世紀(jì)90年代以來，能源領(lǐng)域一直在進(jìn)行自動化升級，可是盡管他們在數(shù)字技術(shù)方面有了創(chuàng)新，但流程的變化卻仍然表現(xiàn)遲緩。畢竟，技術(shù)只占創(chuàng)新的10%，其余的部分都與人相關(guān)。

然而，能源領(lǐng)域最近在技術(shù)方面大大加快了步伐，傳統(tǒng)能源和可再生能源領(lǐng)域都是如此。

能夠隨時從任何位置遠(yuǎn)程執(zhí)行任務(wù)的需求突然出現(xiàn)對整個行業(yè)產(chǎn)生了重大影響，因為需求的涌現(xiàn)總是會讓一些企業(yè)有動力去研發(fā)相應(yīng)的解決方案。最近，我們看到很多人工智能在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（IIoT）數(shù)據(jù)中的應(yīng)用，以創(chuàng)造洞察力并提高工人的安全性。

數(shù)字線程就是在使用先進(jìn)技術(shù)的同時獲取更多數(shù)據(jù)。無人機、機器人、5G、衛(wèi)星、激光掃描、物聯(lián)網(wǎng)等新進(jìn)展為數(shù)字線程提供了動力，并導(dǎo)致了高級操作。在所有這些新技術(shù)的加持下，加之全球疫情造成的思維方式轉(zhuǎn)變，創(chuàng)新和轉(zhuǎn)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(yè)數(shù)字孿生的未來

雖然我們需要為能源領(lǐng)域的數(shù)字線程和數(shù)字孿生創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)定義，但真正重要的是結(jié)合產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。

你在數(shù)字線程中擁有的有價值的數(shù)據(jù)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(xiàn)的是在數(shù)字環(huán)境中全生命周期的數(shù)字化，人員、流程、資產(chǎn)和系統(tǒng)在這個環(huán)境中相互連接，使用人工智能和先進(jìn)技術(shù)可以實現(xiàn)高效的項目執(zhí)行和統(tǒng)一運營。

通過這種方式，數(shù)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(guān)鍵，這些對于可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

當(dāng)下的數(shù)字孿生已經(jīng)不再是問題，問題在于如何以適當(dāng)?shù)姆绞綉?yīng)用這項技術(shù)。很快，規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)建將助力該技術(shù)的應(yīng)用。需求肯定是存在的，而且幸運的是，投資也存在。

現(xiàn)在剩下的問題就是讓社區(qū)給予授權(quán)，讓相應(yīng)的解決方案真正落地。