По прогнозам Gartner, к 2021 году половина крупных промышленных предприятий будет использовать цифровые двойники

Цифровой двойник - это виртуальный прототип реальных производственных активов - скважины, турбины, ветроэлектрической установки и т.д. Это сложный программный продукт, создается он на основе самых разнообразных данных и с помощью многочисленных IoT-датчиков. Цифровая модель помогает менять параметры работы оборудования и вносить улучшения гораздо быстрее и безопаснее, чем при экспериментах на реальных объектах.

По словам, замминистра энергетики Евгения Грабчака, "цифровой двойник" - ключевая технология при развитии электроэнергетического оборудования. Виртуальная копия позволяет проверить, как будет вести себя реальный объект в тех или иных условиях. А значит, существенно экономить.

Вот некоторые примеры. Внедрение цифрового двойника в одной из крупнейших генерирующих компаний Рф позволило снизить ущерб от простоя энергоблоков более чем в 5,5 раз, а количество инцидентов на блоках парогазовых установок более чем в 2,9 раз.

"Обучение диспетчеров на цифровых моделях снижает количество ошибок, а расчеты режимов позволяют более качественно настроить, например, устройства релейной защиты и автоматики. Благодаря анализу состояния башен ветрогенераторов на 15 процентов сокращаются затраты на инспекции, дорогостоящие мероприятия в море", - говорит Андрей Горяйнов, заместитель генерального директора SAP CIS.

На одном из европейских энергетических предприятий система предиктивной аналитики Schneider Electric предсказала сбой большого компрессора за 25 дней до того, как он случился. Это сэкономило компании 3,2 миллиона долларов. "Подтвержденный эффект от внедренного цифрового двойника в Adnoc - 70 миллионов долларов", - рассказывает Алексей Селезнев, менеджер по развитию бизнеса Schneider Electric.

Электроэнергетика - отрасль со сложной структурой активов. Люди не всегда способны оперативно обработать огромные массивы данных, выявить зависимости и предложить оптимальное решение, поэтому без цифровых двойников невозможно конкурировать в современных реалиях.

"Мы готовили математическую модель одной теплоэлектроцентрали, - рассказывает Андрей Григорьев, директор по развитию бизнеса компании КРОК в энергетике. - Для этого в цифровом двойнике имитировались все технологические процессы для каждой единицы оборудования, сводились пароводяные и энергетические балансы. Процесс внедрения занял около 16 месяцев. Общий экономический эффект составил более 4 процентов. Проект окупился за полтора года - почти столько же, сколько длилась имплементация цифрового двойника".

Согласно анализу компании IBM, к 2025 году энергетические компании будут использовать данные, получаемые от более чем полутора миллиардов устройств - сенсоров, умных счетчиков, бытовых приборов, систем мониторинга энергетических и промышленных активов. Эксперты отмечают, что к 2025 году роботы существенно повлияют на изменения на рынках труда.

"Есть два тренда - взрывной рост рынка датчиков и других промышленных устройств, подключенных к интернету, и все более масштабное использование роботов с возможностями анализа виртуальной и дополненной реальности", - говорит Александр Соковнин, индустриальный эксперт IBM в России и СНГ.

Энергетические компании в последнее время активно вовлекаются в изучение возможностей искусственного интеллекта и в целом в монетизацию данных для своего бизнеса. Во многих компаниях создаются позиции CDO (директора по цифровой трансформации), формируются сильные команды data scientists (специалистов в области анализа данных).

"Лидером по степени проникновения технологий искусственного интеллекта являются нефтегазовый сектор и электроэнергетика. Агрегированная экономическая выгода от современных цифровых технологий, которую может получить только сектор электроэнергетики в России, - 631 миллиард рублей", - говорит Игорь Богачев, генеральный директор компании "Цифра".

Но вернемся к реалиям. По оценкам экспертов, около трети энергоблоков готовы к созданию цифровых двойников. В российских энергетических компаниях в целом сохраняется тенденция старения основных фондов. "Наличие устаревшего оборудования - одна из причин, препятствующих интенсивной цифровизации отрасли. Иногда предприятия считают экономически нецелесообразным дооснащать устаревший энергоблок датчиками", - говорит Евгений Селиванов, директор по развитию бизнеса "Фабрики Цифровой Трансформации".

Такие компании, как Siemens или GE, сегодня поставляют оборудование уже с хорошей проектной автоматизированной системой мониторинга и документацией в электронном виде. Оборудование уже оснащено необходимыми датчиками.

Однако старое оборудование - турбины, котлы, генераторы, - которое введено в эксплуатацию еще в советское время, не имеет установленных датчиков, проектной документации и математических моделей в электронном виде. Его характеристики отличаются от паспортных в связи с износом. Оснащать такое оборудование с нуля очень трудоемко, материально затратно и часто невозможно.

"Есть надежда на новую программу "ДМП-штрих", с помощью которой будет модернизироваться существующее генерирующее оборудование. И после этого уже будет уместно говорить о создании цифровых двойников", - отмечает Андрей Горяйнов.

Цифровые двойники не создаются быстро и требуют больших инвестиций. Это продукт больших данных и серьезной математики. Время проекта зависит от глубины построения цифровой модели объекта.

"Грубо говоря, полноценная оцифровка со сценарным анализом и выработкой оптимальных режимов работы одного технологического процесса обычно стоит от миллиона долларов, но имеет смысл ориентироваться на два миллиона", - говорит Андрей Свирщевский, руководитель группы стратегических инициатив SAS Россия/СНГ.

Сроки и суммы инвестиций очень сильно различаются. Чтобы построить реалистичную модель того или иного объекта, должны быть собраны данные о работе этого объекта. Оснащение предприятия датчиками может занимать дополнительное время. Если у предприятия уже собран достаточный массив данных о работе объекта, то на создание цифрового двойника может уйти от трех месяцев до полутора лет. Быстрее не получится при всем желании.