Цифровые двойники позволяют предсказывать риски выхода оборудования из строя, что существенно снижает масштабы потерь производственных сбоев, отмечает Валерий Стенников, директор Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева (Сибирское отделение Российской академии наук). 

Валерий Стенников – автор одной из глав второго ежегодного доклада «10 прорывных идей в мировой энергетике на следующие 10 лет», который в июне будет представлен «Глобальной энергией» на полях Петербургского международного экономического форума (ПМЭФ). В интервью президенту ассоциации Сергею Брилёву Валерий Стенников рассказал, что из себя представляют цифровые двойники и с чем связана их растущая популярность в отрасли. 

Сергей Брилёв: Валерий Алексеевич, в докладе ваш раздел называется «цифровые двойники». Думаю, каждому из нас, по-человечески, хочется иметь двойника, который за нас будет что-нибудь делать. А цифровой двойник – это, все-таки, что такое? 

Валерий Стенников: По-простому говоря, цифровой двойник – это модель реального физического объекта. 

Сергей Брилёв: Виртуальная копия… 

Валерий Стенников: Которая при этом является не застывшей, а динамической, развивающейся вместе с физическим объектом. Раньше использовались статистические модели: они применялись для тех или иных задач, после чего отправлялись в архив. Цифровые же модели – постоянны: они отслеживают весь жизненный цикл физической системы, от проектирования до эксплуатации и утилизации. При этом разные цифровые модели могут отвечать за разные задачи, будь то описание физической системы (для этого задействуются методы машинного обучения и искусственного интеллекта) или же изменение объекта в реальном времени (для чего применяются облачные вычисления и интернет 5G). 

Сергей Брилёв: Вы, в буквальном смысле, сняли с языка вопрос из серии «курица или яйцо». Вы делаете цифровую модель существующего объекта или вы делаете цифровой чертеж, на основе которого производится этот объект? 

Валерий Стенников: Существуют разные типы моделей. Есть те, что начинают использоваться для создания реального физического объекта, как в случае моделей, которые применяются Объединенной двигателестроительной корпорацией для разработки и производства самолетных двигателей. А есть те, что создаются под уже существующие объекты (нефтеперерабатывающие заводы, нефтяные и газовые месторождения) и вместе с ними параллельно развиваются. 

Сергей Брилёв: То есть, повторяют то, что происходит в реалии? К примеру, в двигателе «подстерлась» шестеренка – этот эффект можно «вложить» цифровую модель и, тем самым, проанализировать, как он повлияет на всю систему. Или, допустим, истощается нефтяной пласт – это также можно внести в модель и посмотреть, как в дальнейшем пласты будут «гулять». 

Валерий Стенников: Совершенно верно, Сергей Борисович. Цифровая модель позволяет спрогнозировать риски износа деталей и выхода оборудования из строя, в том числе под влиянием внешних факторов – это позволяет легче справляться с внештатными ситуациями и минимизировать их последствия. Возьмем тот же февральский энергетический коллапс в Техасе: при наличии у технических объектов цифрового двойника специалистам было бы проще сохранить их в работе. 

Сергей Брилёв: Спасибо за техасский пример. В феврале удивило, что на техасских ветряках не был предусмотрен режим обогрева лопастей. Цифровая модель могла бы такой сценарий внести? 

Валерий Стенников: Она могла бы указать на необходимость режима обогрева. Здесь можно вспомнить 1970-е гг.., когда в космонавтике, вместо цифровых, использовались инсоляционные модели на аналоговых электронных машинах. В том числе, в дни аварии на «Аполлоне-13» – корабле «лунной миссии», на котором произошел взрыв криогенного бака с жидким кислородом. Инсоляционная модель позволила смоделировать процесс поломок, сгенерированный взрывом, и найти решение, давшее возможность заводнить корабль и спасти космонавтов. 

Сергей Брилёв: А если взять примеры из нефтегазовой отрасли? Раскрою небольшой секрет: я уже прочел доклад, и вы в своей главе приводите кейсы из нефтедобычи и электроэнергетики. 

Валерий Стенников: Разработка цифровых двойников для нефтегазовой промышленности – основной драйвер российской науки, поскольку именно в отрасли для двойников нашлось широкое применение, идет ли речь об «умных» месторождениях или нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ). Мне, к примеру, очень интересным показался двойник «Термо», который позволяет оценить масштабы нефтегазовых залежей на основе первичного анализа недр (до недавних пор этого трудно было добиться). Интерес представляют и двойники, с помощью которых можно не только оценивать эффективность тех или иных решений при разработке месторождений, но и снижать затраты на их внедрение. 

Сергей Брилёв: Россия входит в пятерку ведущих стран, занимающихся разработкой цифровых двойников (возглавляют ее США и Великобритания). А если говорить об их востребованности, то на каком месте мы, как страна, находимся? 

Валерий Стенников: По степени востребованности, наверное, чуть ниже, и тому есть несколько причин – это и определенное недоверие к цифровым технологиям (мы привыкли «пропускать» все через себя), и нехватка квалифицированных специалистов, и неподготовленность производственной базы. Однако процесс идет, двигается, и мы постепенно догоняем передовые страны. 

Сергей Брилёв: Недавно я вернулся из Кузбасса, где побывал на шахтах «СУЭК», разрезах «Сибирского делового союза», «Западно-Сибирском металлургическом комбинате» (Новокузнецк). И, могу сказать, что потребность в цифровых решения довольно заметна, особенно на уровне среднего менеджмента. Как вы думаете, могла ли здесь сказаться пандемия? 

Валерий Стенников: Можно сказать, что определенный позитивный сдвиг здесь произошел. «Удаленка», с одной стороны, позволила уменьшить страх перед использованием цифровых технологий, а с другой, заставила взглянуть по-новому на привычные производственные процессы (чтобы там, где это возможно, их перестроить и автоматизировать). Поэтому подвижки действительно есть. 

Источник: www.globalenergyprize.org

Похожие новости

  • 24/12/2020

    В Иркутске состоялось заседание Президиума Иркутского филиала СО РАН

    ​​Участие академических учреждений и вузов Приангарья в мероприятиях года Байкала в Иркутской области и мероприятиях, посвященных 100-летию установления дипломатических отношений между Россией и Монголией – эти и другие вопросы рассмотрели на заседании Президиума Иркутского филиала СО РАН 21 декабря в очном и онлайн формате.
    893
  • 20/07/2020

    Академик В. Н. Пармон: Вузам и научным институтам необходима ясность в отношениях

    ​​Тесное взаимодействие с университетами – одна из сторон знаменитого «треугольника Лаврентьева» и основа основ для Сибирского отделения. Недавно треугольник превратился в тетраэдр (см. «Поиск» №7 от 14.
    1441
  • 26/11/2020

    Андрей Юрченко: мы разрабатываем систему экомониторинга Норильска

    ​​​​​Большая норильская экспедиция Сибирского отделения Российской академии наук – это не только полевые и лабораторные работы, за деятельностью промышленных предприятий начали внимательно следить со спутников.
    959
  • 20/04/2021

    Тревожный пульс космической погоды

    Сочетание уникальных компетенций в изучении солнечно-земных связей и новейших установок класса мегасайнс позволит преодолеть отставание России в одной из критических областей. В юбилейный для Института солнечно-земной физики СО РАН (Иркутск) 2020 год завершилось строительство пускового объекта «Оптические инструменты» укрупненного инвестиционного проекта «Национальный гелиогеофизический комплекс РАН» (НГК РАН).
    241
  • 31/05/2021

    Ученые изобрели датчик для прогнозирования катаклизмов природы

    Специальный датчик помогает в режиме онлайн наблюдать за уровнем воды в реках. И прогнозировать развитие наводнений. Это дает людям время принять необходимые меры, а если надо, то эвакуироваться. Также датчик позволяет оперативно проверять надежность ледовых переправ.
    342
  • 09/02/2021

    Иркутские учёные: Для нашей работы важно вдохновение

    8 февраля отмечается День российской науки. Этот праздник впервые стал отмечаться во время празднования 275-летия Российской академии наук в 1999 году. В преддверии Дня науки мы отправились в ближайшую к Иркутску обсерваторию, чтобы еще раз увидеть тех, кто работает на одном из важнейших научных объектов Приангарья.
    883
  • 11/11/2020

    Математика мирового уровня, информационные технологии, подводные роботы, исследования космоса и Байкала

    ​Институт динамики систем и теории управления имени В. М. Матросова СО РАН (Иркутск) — один из самых молодых в плеяде академических учреждений Приангарья. Создание в Иркутске вычислительного центра планировалось еще в 1960-е годы академиком Львом Александровичем Мелентьевым, но по ряду причин его создание началось позже.
    452
  • 22/12/2020

    Светлана Лепехова: Мы приближаем науку к практике

    ​Отдел медико-биологических исследований и технологий (ОМБИТ) – структура в составе Иркутского научного центра, открытая в 2012 году. Основное направление работы – так называемая трансляционная медицина.
    314
  • 10/02/2021

    ИСЗФ СО РАН вошел в консорциум «Космические лучи и элементарные частицы»

    ​Институт солнечно-земной физики СО РАН (Иркутск) вошел в консорциум «Космические лучи и элементарные частицы», создание которого инициировал Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» с целью организации единого пространства в области физики космических лучей и элементарных частиц и координации фундаментальных и прикладных исследований.
    379
  • 11/08/2020

    Байкал оценят «цифрой»: о создании системы мониторинга экологии озера

    ​​Учёные из Сибири получили грант Министерства науки и высшего образования России в размере 300 млн рублей на создание фундаментальной основы и разработку технологий цифрового мониторинга и прогнозирования экологической обстановки на Байкале.
    1207