Современная электроника №8/2022

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 40 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2022 ровых двойников является решающим преимуществом. Цифровой двойник в энергетике и ЖКХ В процессе окомкования эффектив- ный контроль печного оборудования и установки необходим для достижения высокого уровня производительности печи, энергоэффективности и соответ- ствия требованиям качества. Как показано на рис. 11, цифровой двойник печи для окомкования рабо- тает в тандеме с распределённой систе- мой управления предприятием. Затем этот цифровой двойник используется для непрерывной оптимизации рабо- ты в режиме реального времени, пред- лагая оператору оптимальные устав- ки. Цифровой двойник включает в себя предварительную обработку данных и информации, имитационную модель поведения оборудования (как на осно- ве данных, так и на основе расчётов физики), а также самообучающиеся модули и решения (которые оптимизи- руют входные данные с учётом ограни- чений процесса, качества, безопасно- сти и окружающей среды). Цифровой двойник использует как программные модели, основанные на данных более 7000 датчиков, так и физические сен- соры для прогнозирования неизвест- ного расхода, температуры и состава рециркулируемых газов. Цифровые двойники для сталелитей- ного завода будут включать: ● цифровой двойник на уровне обору- дования, который управляет каждой единицей оборудования; ● подблоки, которые позволят исполь- зовать цифровой двойник на уровне оборудования здания; ● связь между цифровыми двойниками и существующими системами управ- ления; ● цифровой двойник на уровне про- цесса, который будет управлять обо- рудованием в рамках процесса; ● цифровой двойник на уровне заво- да, который будет контролировать все операции завода. При рассмотрении требований к интероперабельности необходимо учи- тывать стандарты интероперабельно- сти для связи между блоками, как пояс- няется ниже. В этом сценарии цифровые двойни- ки приносят следующие преимущества для бизнеса: ● оптимизация в режиме реального времени контролирует ключевые параметры управления, обеспечи- вая снижение расхода топлива на 2% и улучшение производительно- сти на 3%; ● вычисление в режиме реального вре- мени различных параметров каче- ства, таких как прочность на сжатие окатышей, и рабочих параметров пе- чи, таких как температура слоя, помо- гает операторам принимать быстрые и точные решения без необходимо- сти проведения лабораторных проб- ных испытаний. Цифровой двойник в нефтегазовой сфере Цифровой двойник подземно- го мониторинга скважины для жиз- ненного цикла нефтяной скважины начинается на этапе разведки, когда при запуске скважины используются имитационные модели, основанные на сейсмических и других геологиче- ских данных. Цифровой двойник мони- торинга подземных скважин представ- ляет собой составную систему; модель бурения состоит из четырёх уникаль- ных независимых элементов, каж- дый из которых представляет собой составной цифровой двойник. Это недра, ствол скважины, буровая уста- новка и наземное оборудование. Недра, в свою очередь, включают в себя окру- жающую геологию, коллектор и около- скважинные образования. Чтобы полу- чить целевые функции для выполнения во время строительства скважины, эти четыре интегрированных первичных элемента данных являются примерами того, что необходимо смоделировать: ● траектория ствола скважины; ● физика бурильной колонны; ● контроль давления (свойства буро- вого раствора); ● состав и целостность коллектора (вблизи ствола скважины). Мониторинг скважин и датчики буро- вой установки в сочетании с возмож- ностями искусственного интеллекта резервуара, которые сканируют огром- ные объёмы геологических и истори- ческих данных о добыче в экземпляре цифрового двойника, обеспечивают оперативный контроль и взаимодей- ствие между подземным резервуаром и наземными сооружениями. Цифро- вой двойник мониторинга подземных скважин развивается в течение жизнен- ного цикла скважины, чтобы учитывать дополнительные варианты использова- ния в процессе добычи, обслуживания и ликвидации. Цифровой двойник для мониторинга подземных скважин предлагает следу- ющие преимущества для бизнеса. ● Он обеспечивает механизм оценки стратегий по снижению затрат, оп- тимизации эксплуатации скважин и добычи ископаемых. Эти цифровые Рис. 11. Цифровой двойник в процессе укладки на поддоны ……. ……. Оборудование для заводских стандартов совместимости DT-оборудование для стандартов функциональной совместимости систем управления предприятием Стандарты совместимости оборудования Стандарты совместимости блоков цифровых двойников Цифровой двойник на уровне процесса X Оборудование #2. Цифровой двойник (шлифование) Оборудование #2. Цифровой двойник (пеллетная печь) Оборудование #N. Цифровой двойник Оборудование #N. Цифровой двойник Цифровой двойник на уровне предприятия Цифровой двойник на уровне процесса Y Оборудование #1. Система управления Оборудование #2. Система управления Оборудование #N. Система управления Решение Поведенческое моделирование и обновление Дата и обработка информации Физическая модель