数字孪生兄弟:向海上行业学习

绿色转型 2018年11月29日 Ulf Tyge Tygesen

数字孪生技术在优化操作性能和预测生命周期管理方面有特殊的应用.

10分钟

Ramboll开发了一种新的概念,可以延长海洋结构的使用寿命并降低维护成本. 这一概念被称为“真正的数字孪生”(True Digital Twin),可用于能源部门其他部门的设备资产管理. 它在优化操作性能和预测生命周期管理方面有特殊的应用.

在英国之间的北海, 丹麦, 挪威, 瑞典, 德国, 荷兰, 比利时和法国, 超过600个海上结构已经超过或将很快超过其最初的设计寿命. 该行业正面临大量投资,以升级或加强现有的基础设施, 以维持目前的石油和天然气生产在未来. 许多设施的替代方案是考虑淘汰过时的生产设施,从而面临石油和天然气产量的大幅下降.

能够选择最好的策略, 决策者需要深入了解其设施的实际情况,以建立一个确保经济盈利的解决方案, 48、环保人类安全. 对于决策者来说,拥有可靠的资产预测模型是至关重要的.

这些模型——或者数字孪生模型——已经在海上工业中使用了很多年. 本质上, “数字孪生兄弟”是一个结构的数字副本, 这使得评估资产的结构健康状况成为可能,并提供有关其预期未来行为的宝贵知识.

预测模型必须修改

但它们真的能提供对当前状况的可靠预测吗?  好吧, 由于自然发生的退化机制和/或其他结构变化(如新的平台扩展),海上平台的状况在其使用寿命中可能会发生多次变化, 上层甲板质量增加等. 在结构的使用寿命内, 因此,预测模型必须加以修改,以反映结构的实际情况.

这就是真正的数字孪生兄弟出现的地方. 提供关于数字孪生模型的性能和不确定性水平的信息, Ramboll已经开发了一种方法来促进真实的物理条件和他们的数字双胞胎之间的耦合. 通过结构健康和监测系统(SHMS)来识别实际情况。, 它提供了有关实际环境荷载和相应结构响应的信息, 监测系统的数据通过安博的先进云计算解决方案进行分析,以提高数字双胞胎的性能.

在过去的24年里,Ramboll开发了新的方法来评估与平台分析相关的实际/实测不确定性. 真正的数字孪生的概念结合创新结构健康监测与数字化, 与其他数字孪生概念不同的是,它引入了先进的模型更新方法, 模型不确定性的量化和与基于风险和可靠性的检验计划(RBI)的直接联系. 随着新技术的应用,拼搏体育官网客户端可以从昂贵且耗时的实验室实验测试,转变为在实际操作条件下降低成本的现场全尺寸测试. 数字孪生允许在虚拟世界中评估、测试和优化结构.

使用大数据分析

成为安博数字化的一部分 & 创新战略, 数字孪生技术是基于通常与传统土木工程学科无关的学科. 这项技术利用了机器学习, 数据挖掘和模式识别算法,以及计算机科学和云计算(HPC),并使用大数据分析在运行过程中产生大量的数据.

也, 在简化订单建模中实现最新的开发技术, 子模型和超级元素模型显著地提高了分析速度到一个从未经历过的水平. 它在当今行业中是独一无二的,可以实时在线更新大量的测量数据, 这在几年前是不可能的.

该概念于2006年首次用于海上平台, 从那以后,它的有效性在北海丹麦地区的所有项目中得到了验证, 包括INEO, 道达尔和赫斯. 今年早些时候,Ramboll还与Equinor(前Statoil)签订了一份合同,为挪威的两个海上设施和一座桥梁使用True Digital Twin技术. 在过去的几年里,Ramboll与国际大学一起进一步开发了这一突破性的技术, 这些都是由洛斯阿拉莫斯国家实验室赞助的, 新墨西哥, 支持先进技术的发展.

True Digital Twin技术可以转移到能源部门的其他部分. 这与风力涡轮机特别相关, 为输电塔和配电解决方案提供进一步优化的分析方法. 在离岸部门以外的其他部门应用这项技术的唯一要求是是否有首选的预测模型和是否有一组传感器进行物理测量(e.g. 物联网). 真正的数字孪生是通过先进的在线模型更新预测模型,使用机器学习算法根据真实物理世界的实际监测行为逐步建立起来的.

 

作者Susanne 好吧ington Hansen.

 

最初发表于T&D世界.

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RAMBOLL创造力

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[noun; the quality of being clever, 原始, and inventive; the ability to invent things or solve problems in clever new ways]