数字双胞胎技术在优化 工厂运营中发挥重要作用

随着越来越多的企业决策人员开始拥抱数字化转型，并希望通过数字化转型战略来提高业务可见性、提高资产可靠性并优化运营，数字双胞胎技术可以作为转型中的一步。数字双胞胎是过程设备、仪表与控制及其相关数据等工厂有形资产的一种虚拟化且基于软件的表现形式。企业通过数字双胞胎技术可以对安全、人员培训、知识传递、环境与合规、以及卓越运营（OPEx）计划方面进行优化。数字双胞胎技术有助于提高工厂从新建到持续运营全生命周期的性能。这些生命周期阶段包括概念定义、预前端工程设计（Pre-FEED）、前端工程设计(FEED)、自动化系统设计、实施以及测试、工厂验收测试、操作员培训、以及工厂调试。

在项目流程设计阶段，数字双胞胎技术可用于构建工厂的初始模型，以帮助工程师在工厂建成之前了解可能遇到的问题，例如流程中可能出现的瓶颈、对生产的影响、以及如何调整和验证。此外，数字双胞胎可对设备进行准确分析。

通过数字双胞胎技术，可实现虚拟工厂与真实工厂同步运行，从而提高操作人员的技能。数字双胞胎为工作人员在现场之外，构建了一个不影响真实流程的、无风险的环境来获得控制室的真实操作体验，包括设备的启动和关闭，以及安全有效地管理和处理异常情况。这样可以确保工厂在实际投用前，通过虚拟方式实时且无风险地提高工人技能，并通过测试对流程进行优化，从而获得可衡量的收益。例如使得调试和投产更顺利、减少能耗、优化设备状态监测、提高工厂安全性等。

艾默生数字双胞胎技术是 Plantweb 数字生态系统的关键组成部分，旨在帮助企业实现标杆绩效。其特点是结构具有开放性，以及控制数据、历史数据和设计数据之间的交互。当项目规模大，复杂程度高时，可以利用高级仿真，在实时的环境中探测运营中的潜在问题。它被集成到一个易于使用的架构中，可随着运营的需要而发展和变化，其整体拥有成本低，将成为工厂运营不可或缺的一部分为越来越多的企业所使用。

自动化系统供应商是独立于艾默生数字双胞胎系统的，因此自动化平台既可以通过DeltaV 仿真也可以通过其它分散控制系统、PLC、或者安全仪表系统的仿真来真实完整地复制控制系统、操作界面及报警的显示。艾默生高保真的建模方式意味着所有设备都可针对项目和工艺目标进行智能化建模。

艾默生数字双胞胎的核心技术是Mimic™仿真软件，它为自动化平台提供IO和过程建模以及实时实施和集成解决方案，在医药化工领域应用尤为广泛。艾默生数字双胞胎的其它元素还包括Mimic操作员培训管理软件（通过增加培训场景和讲师控制平台来提供高效的操作员培训和评估）和Mimic测试平台（提供控制系统测试和出厂验收测试的自动化和验证，以更有效地满足法规要求）。

Mimic HYSYS Link 由艾默生和 AspenTech 联合开发，Aspen HYSYS®仿真软件的用户可以通过Mimic HYSYS Link集成HYSYS Dynamics过程模型，在这些平台之间实现无缝集成。这种集成促进Aspen HYSYS与艾默生数字双胞胎的完全同步集成。对于已经使用HYSYS软件的数千家公司来说，它有助于简化数字双胞胎的开发和维护，特别是在石油和天然气行业。

艾默生数字双胞胎技术可用于远程或危险场所的操作培训，如有需要也可提供虚拟现实沉浸式仿真，即在3D工厂环境中建立动态工艺模型，并可进行不同场景之间的实时交互，比如控制室和现场操作人员的不同场景。