Эссе. Габидуллин И.Р. Реферат Разработка цифрового двойника установки. Разработка цифрового двойника установки по очистке скважин от парафиновых отложений

• Название: Разработка цифрового двойника установки по очистке скважин от парафиновых отложений
• Дата: 29.01.2023
• Размер: 1.25 Mb.
• Имя файла: Габидуллин И.Р. Реферат Разработка цифрового двойника установки .docx
• Тип: Задача; #911285
• страница: 2 из 6

1. Обзор источников литературы по тематике исследования

   1. Определение цифрового двойника

Цифровой Двойник (Digital Twin) – это виртуальный, программный аналог физического изделия, группы изделий или процесса, моделирующий внутренние процессы, технические характеристики и поведение реального объекта в условиях воздействий помех и окружающей среды, а также его работа заключается в сборе и повторном использовании цифровой информации. При этом, двойник не ограничивается сбором данных, полученных на стадии проектирование и сборки готового изделия. Он продолжает обрабатывать данные в течении всего рабочего процесса модели [1].

Так как цифровой двойник основывается на реальную модель, значит все показания двойник должен брать с реальных датчиков. Следовательно брав показания с датчиков, можно задать входные возмущения на двойник. Учитывая это можно проводить сравнение показаний реальных датчиков с датчиками цифрового двойника и основываясь на данных показаниях можно делать выводы о разногласиях, и о причинах их возникновения.

Цифровой двойник содержит [1]:

• 
  цифровую модель;
  
• 
  характеристики материала;
  
• 
  руководства и данные по проведению технического обслуживания продукта;
  
• 
  информацию о влиянии внешних факторов.
  

Наиболее эффективным применение цифровых двойников является для продукции со следующими критериями:

• 
  сопровождение продукции квалифицированным специализированным сервисом (контроль состояния, мониторинг, техническое сопровождение);
  
• 
  длительный жизненный цикл изделия (от 5 до 70 лет);
  

широкий диапазон и многообразие условий эксплуатации;

• 
  труднодоступность изделия для проведения обслуживания.
  

Это весьма обширный список критериев, под которые подпадает продукция из различных отраслей промышленности, таких как Энергетика (атомная, нефтегазовая промышленность, машиностроение); Авиационные двигатели и системы; Сложное промышленное оборудование (насосы, приводы, пр.); Железнодорожные и автомобильные транспортные системы; Медицинское оборудование [1].

Другая интерпретация цифрового двойника это - виртуальная модель, которая на микро- и макроуровне либо описывает реально существующий объект (выступая как дубль готового конкретного изделия), либо служит прототипом будущего объекта. При этом любая информация, которая может быть получена при тестировании физического объекта, должна быть получена и на базе тестирования его цифрового двойника.

Сейчас распространена классификация, включающая три типа двойников: цифровые двойники-прототипы (Digital Twin Prototype, DTP), цифровые двойники-экземпляры (Digital Twin Instance, DTI) и агрегированные двойники (Digital Twin Aggregate, DTA).

DTP-двойник характеризует физический объект, прототипом которого он является, и содержит информацию, необходимую для описания и создания физической версии объекта. Эта информация включает требования к производству, аннотированную трехмерную модель, спецификацию на материалы, процессы, услуги и утилизацию [1].

DTI-двойники описывают конкретный физический объект, с которым двойник остается связанным на протяжении всего срока службы. Двойники этого типа обычно содержат аннотированную 3D-модель с общими размерами и допусками, спецификацию на материалы, в которой перечислены текущие и прошлые компоненты, спецификацию на процессы с перечислением операций, которые были выполнены при создании этого физического объекта,

обслуживании, включая замену компонентов, операционные показатели, результаты тестов и измерений, полученные от датчиков, текущие и прогнозируемые значения параметров мониторинга.

DTA-двойники определяются как вычислительная система, которая имеет доступ ко всем цифровым двойникам-экземплярам и может посылать им запросы в режиме случайных или проактивных опросов.

Симбиоз с технологиями интернета вещей является драйвером для развития обеих технологий. Цифровые двойники получают реальные данные с датчиков, осуществляющих мониторинг реальных объектов, в то время как интернет вещей обеспечивает сбор и анализ данных с различного рода сенсоров и позволяет сделать этот процесс экономичным и эффективным [1]. Кратко прослеживая историю развития концепции цифровых двойников, можно сказать, что с того момента, как человек начал создавать материальные изделия, он использовал виртуальные модели-двойники. Сначала он создавал их в своем воображении, потом на бумаге, затем в компьютере, а теперь и в облаке, используя умные датчики, интернет вещей, искусственный интеллект. На каждом новом этапе в концепцию добавлялись новые цифровые технологии и методы моделирования, прогнозирования, анализа, обучения. По всей вероятности, этот процесс продолжится и в

будущем.

Цифровые двойники, бесспорно, стали очень полезным инструментом. Они позволяют совершенствовать операции технического обслуживания и упрощают техническую поддержку изделия, экономят деньги, уменьшая число сбоев и продлевают срок службы оборудования. Можно предположить, что с развитием Промышленного Интернета Вещей (IIoT), цифровые двойники станут более детализированными, и будут работать на получение максимальной отдачи от инвестиций в оборудование и его техническое обслуживание, параллельно с этим, стимулируя улучшение дизайна продукта.