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数字孪生赋能智慧油场

日期:2022-11-09
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产业前瞻

近年来,推进网络强国战略,“数字中国”建设进入加速期。互联网和大数据已经成为全球性的基础生活设施和公共资源。数字孪生等新兴技术的出现,促进传统物理世界向全新维度数字世界演化,为数字化进程提供新思路。

数字孪生

数字孪生是物理世界在虚拟世界的数字化表现,是基于物理世界的虚拟映射,藉此实现对物理实体的了解、分析和优化。

数字孪生赋能智慧油场

国外数字孪生概述

壳牌在数字孪生技术应用上动作频频。2020年9月,Akselos公司为壳牌位于尼日利亚尼日尔的Bonga Main浮式生产储卸油装置(FPSO)成功部署了结构化数字孪生。

哈里伯顿与科威特石油公司(KOC)签订了一份合同,帮助北科威特资产的数字化转型。它将使KOC通过油田的设计和运营数字孪生技术实现工作流程的自动化,缩短从数据到决策的周期。

数字孪生业务实现流程

构建可真实运转的智慧井场,实现验证、优化、预测智能闭环,打造完备的智慧井场体系。

数字孪生智慧井场是在原有的数字化、智能化井场的基础上,充分利用人工智能、大数据、物联网、数字孪生等新一代技术,面向井场提供全景管控、面向维保提供智能运维数据支撑、面向管理提供决策支持,实现更安全的运营、更智慧的服务、更高效的管理目标。

井场三维复现

利用三维仿真技术在数字空间生成超写实动态模型,按照真实比例进行井场的真实场景构建;利用着色器技术、后期特效等提高虚拟场景画质,保持场景真实质感,使整个场景光感和色彩和谐统一,在提高画质的同时,保证画面流畅。

全态数据采集

基于无人机、机器人和传感器等多种监测手段,对井场设备的数十万点数据进行采集汇聚。

关键设备状态实时孪生

对于关键设备实时状态,可以通过点击设备,将外部壳体等部件隐藏或透明显示,直接查看设备内部结构以及内部零部件的实时运转状态。不但能够对井场内重要设备的运行状态进行实时查看监管,对于突发性故障或维保,也会起到视频监控所无法达到的透视功能。

实时数据信息显示

通过数字孪生技术,将采集到的实时数据信息推送至孪生平台,在三维孪生设备上进行实时数据信息叠加展示,管理人员可以通过点击交互,完成设备数据信息的查看捕捉,实现设备运行状态的实时监控。数据主要包含工位信息、设备基础信息、设备运行数据信息、设备生产数据信息、环境信息、物流信息、设备作业率、投入产出比信息等。

井场巡检漫游及控制

通过三维建模以及高清渲染等技术,实时呈现逼真完整的智慧井场,分手动漫游与自动漫游。自动漫游模式,在近景、中景、远景几种景别之间自动切换,能够对整个变电站的具体的流程进行更加全面的浏览。手动漫游模式可实现定点定位的视景巡查,近距离观察井场实时状况。

设备故障报警及预测

系统在运行过程中,可对设备以及各生产过程中的故障进行分等级的报警提示,并且可以精确定位故障点,针对性维修保障。同时,使用全工作机器的现场数据来调优物理三维模型并创建数字孪生体。然后,使用数字孪生体来设计预测性维护检测算法,从而减少停机时间并防止设备故障。

能源分析及优化

综合计算能源成本、损耗成本、原料成本、设备折旧成本、运行成本等多种生产成本因素,以小时、分钟等时间单位进行计算,并通过折线图、柱状图等图表形式为使用者进行“单位时间成本”展现。

同时为持续优化生产成本,系统可根据能源波峰波谷时段变化,合理分配全天生产任务,以小时为时间单位规划生产计划,综合能源价格时段变化因素,最大程度利用波谷能源时段,降低生产成本。

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