المصدر: https://smartindustry.com
وتتوقع دراسة حديثة أن ما يصل إلى 89 بالمائة من جميع منصات إنترنت الأشياء ستشمل توائم رقمية بحلول عام 2025، الأمر الذي سيغير كيفية تعاون مديري المرافق وتكنولوجيا المعلومات أثناء قيامهم بتحويل المرافق الصناعية والعمليات داخلها. (ربما كنت تواجه هذه التغييرات بالفعل.)
وهذا الاتجاه، رغم أنه ليس مفاجئا، يشمل العديد من الأوجه والتطبيقات. فكر في استخدام التوائم الرقمية في مجال الطاقة، وهو ما يركز عليه لويس داكوستا، نائب الرئيس التنفيذي لقسم الطاقة الرقمية في شنايدر إلكتريك، والذي يشارك وجهة نظره حول الطاقة الرقمية والقدرات الجديدة من خلال التوأمة هنا...
الصناعة الذكية: ما الذي يميز الطاقة الرقمية عن الطاقة التقليدية؟ كيف يؤثر ذلك على مستهلكي الطاقة؟
لويس: إن الفارق الرئيسي بين الطاقة الرقمية والطاقة التقليدية هو كيفية أتمتة استخدام التقنيات الرقمية ومراقبتها والتحكم فيها وتحسينها. الابتكار الرقمي يجعل الطاقة ذكية. وبفضل هذا يصبح غير المرئي مرئيًا، مما يزيل الهدر ويعزز كفاءة القيادة. الكهرباء هي الطاقة الأكثر كفاءة، وقد ثبت أنها أكثر كفاءة بمقدار 3-5x كما أنها أفضل وسيلة لإزالة الكربون. إن الحلول الرقمية مثل "تحسين المشتريات"، التي تتتبع وتحلل أداء الطاقة للحصول على مجموعة الطاقة والكربون الأكثر دقة، تمكننا من الحصول على رؤى أساسية حول المناظر الطبيعية للمبنى وتحديد أنماط مختلفة لكيفية استخدام المستهلكين للمرافق والطاقة.
بالإضافة إلى ذلك، تساعد القدرة على إطلاق العنان لإمكانات البيانات في المباني على إعطاء الأولوية لأعلى استهلاك للطاقة، مما يمكّن مديري المرافق من التحكم الكامل في ملف الكربون الخاص بالمبنى من خلال الرؤية على عمليات توزيع الطاقة. إضافة إلى ذلك، يمكن استخدام منصة مركزية مفتوحة وآمنة للتحكم والإدارة في الوقت الفعلي لتقييم صحة وكفاءة أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، ويمكن أتمتة تشخيصات الطاقة بمجرد إنشاء الأنماط لتمكين نقل البيانات لتحسين الكفاءة وتحقيق الاستدامة. مرئية للمديرين.
ولأخذ خطوة أبعد، يحدث السحر حقًا عندما نتمكن من قياس ما يحدث في العالم المادي وربط تلك المستشعرات بالسلوكيات. يتيح ذلك للمستخدمين أن يشهدوا بشكل مباشر كيف يكون لتصرفاتهم تأثير مباشر على عمليات البناء وبصمته الكربونية. يتطلب الحل الرئيسي لعالم أكثر استدامة ومرونة أن تكون جميع المباني الرقمية والكهربائية خالية من الكهرباء. يعد هذا النهج، الذي يستلزم أن تصبح المباني أصولًا ذاتية التوليد، طريقًا هائلاً لعمليات صافية صفرية ولديه القدرة على تحسين كفاءة استخدام الطاقة بنسبة 40 بالمائة.
الصناعة الذكية: ما هو الدور الذي يلعبه التوائم الرقمية هنا؟
التوأم الرقمي هو ملف تعريف رقمي "متطور" للمنتج النهائي أو النظام المركب الشامل الذي يجمع نماذج المحاكاة التقليدية مع البيانات والتحليلات الذكية. تتيح لنا التوائم الرقمية التعمق في عالم الممكن. ماذا لو كان بإمكانك التحقق من صحة التصميم قبل البناء، وتقليل مخاطر تعطل المعدات، وتحسين عمليات المصنع وكفاءة الطاقة؟
التوأم الرقمي هو التمكين. عندما تعتمد التوائم الرقمية على بيانات موثوقة وعالية الجودة، فإنها تتيح مجموعة من الرؤى في الوقت الفعلي التي تجعل التصميم والتشغيل والتنفيذ أسهل، مع تحسين الإنتاجية والعمليات عبر سلسلة القيمة الرقمية، بما في ذلك تجربة خدمة العملاء الرقمية.
أحد الأدوار الرئيسية للتوائم الرقمية هو تصميم الاستدامة والكفاءة مقدمًا. تتيح تقنية التوأم الرقمي لمديري المرافق إنشاء تمثيلات افتراضية يمكنها تقييم البصمة الكربونية المتوقعة للمبنى أثناء مرحلة التصميم. لا يؤدي هذا النهج إلى إنشاء خط أساس يتتبع ويحدث تصميم المبنى لتحقيق كفاءة الطاقة والتشغيل فحسب، بل يتيح الفرصة للتصميم من أجل المرونة وضمان التحسين المستمر مع تطور التكنولوجيا أو عندما يتم استخدام المبنى بطرق جديدة. إن إتاحة الفرصة لتعديل تصميم المبنى الخاص بك مسبقًا يسمح لمديري المرافق بفهم جميع الاحتمالات والبناء وفقًا لاستراتيجية بناء محسنة مسبقًا.
باستخدام إطار التوأم الرقمي، يمكنك أيضًا:
تعزيز الكفاءة والسلامة من خلال زيادة الإنتاجية وتحسين تصميم/جودة المنتج، مع التمييز بين أخطاء المشغل المحتملة.
إحداث ثورة في تجربة العملاء من خلال ابتكار المنتجات المبسطة، واستكشاف الأخطاء وإصلاحها عن بعد مع السياق، ونماذج الأعمال الرقمية الجديدة (مثل الخدمات).
قم بتبسيط العمليات وموثوقية البيانات من خلال سلسلة رقمية تتيح استمرارية البيانات ومصدرها لتتبع البيانات وشرحها والاستمرارية في الوقت الفعلي عبر مراحل CapEx وOpEx المنفصلة.
تعزيز الثقافة الرقمية للمؤسسة من خلال التعاون بين العديد من أصحاب المصلحة بدءًا من الصوامع التاريخية وطريقة جديدة لتحسين مهارات القوى العاملة في المجال الرقمي وجذب المواطنين الرقميين.
من خلال النظام الأساسي الرقمي المزدوج الناجح، يمكن للشركات تقليل تكاليف الطاقة السنوية بنسبة 20 بالمائة، مع عمليات التحديث الرقمي التي شهدت متوسط تشغيل خلال 1-3 سنة فقط. يمكن استخدام دمج التوائم الرقمية كجزء من بيئتك قبل وأثناء أي عملية إنشاء مبنى للمؤسسات التي تتطلع إلى إضفاء الحيوية على بياناتها للحصول على أداء أفضل. من الأفضل أن تضع في اعتبارك أنه لا يوجد نهج واحد يناسب الجميع. ابدأ صغيرًا وحدد أولويات أهداف عملك المراد تحقيقها، مع الأخذ في الاعتبار أيضًا أنه في البيئة العملية، ستكون هناك حاجة إلى دمج وربما توائم رقمية من مجالات وموردين متعددين.
تتمتع شنايدر إلكتريك وشريكتنا ETAP بتاريخ طويل من الخبرة في نشر أنظمة التوزيع الكهربائية وتطوير البرامج والخدمات التي تتيح أساليب جديدة لإدارة الأنظمة الكهربائية. لقد أعلنا مؤخرًا عن تكامل رقمي مزدوج جديد يتيح تدريب المشغلين وعمليات المحاكاة مما يقلل بشكل كبير من المخاطر التي تتعرض لها العمليات. يتيح هذا التكامل لجميع أنظمة تشغيل الطاقة EcoStruxure من شنايدر إلكتريك الاتصال بـ ETAP Electrical Digital Twin على أساس مستمر في الوقت الفعلي، مما يمكّن المشغلين من إنشاء وفهم سلوك نظام الطاقة خلال سيناريوهات التشغيل الواقعية المختلفة أو المعقولة. يساعد هذا الحل الشركات على تجنب انقطاع الخدمة غير المخطط له الناتج عن خطأ بشري، وتقليل أوقات بدء التشغيل والعمولة، وتقييم وعي المشغل واستعداده.
الصناعة الذكية: ما هي التحديات الفريدة في مجال الطاقة في هذا العصر الرقمي؟
لويس: التحديات التي نشهدها في مجال الطاقة الرقمية لا تتعلق بالضرورة بالمباني الجديدة نفسها، بل تدور حول "المسؤولية التي تتجاوز الامتثال". لا يكفي مجرد الالتزام بقانون البناء؛ نحن نحتاج لكي لنؤدي أداء أفضل. عادة ما تتخلف قوانين البناء عما نحتاجه كمجتمع لتحقيق الاستدامة ومكافحة تغير المناخ. لا يمكننا الانتظار حتى اتخاذ هذه الخطوات المستدامة؛ ويجب علينا أن نذهب إلى ما هو أبعد من الامتثال لضمان الإنتاجية والكفاءة وتحسين كفاءة استخدام الطاقة.
للقيام بذلك، يجب علينا تثقيف مديري المرافق حول التقنيات الرقمية المتاحة على نطاق واسع لتحديث أنظمة إدارة المباني لتحسين الاستدامة والكفاءة. إن الاستثمار في حلول البناء الرقمي مقدمًا سيوفر عائدًا كبيرًا ليس فقط من الناحية المالية، بل أيضًا على الكوكب. على سبيل المثال، البناء على البنية التحتية القديمة وتمكين التحسينات عليها من خلال عمليات المحاكاة الرقمية مقابل هدم المباني والبدء من الامتداد. يكلف البناء الكثير من المال، وستكون التكلفة باهظة إذا هدمنا المباني القديمة لإفساح المجال أمام مباني جديدة. نتوقع أن تظل 50 بالمائة من المباني الحالية قيد الاستخدام في عام 2050، ولهذا السبب فإن تحقيق سيناريو صافي انبعاثات صفر بحلول منتصف هذا القرن يتطلب تحديث وتحديث 85 بالمائة من مخزون المباني الحالي على مدى العقود الثلاثة المقبلة، إلى جانب جميع المباني الجديدة ستكون خالية من الكربون اعتبارًا من عام 2030 فصاعدًا.
هذا هو المكان الذي تكون فيه قوة التكنولوجيا الرقمية هي التمكين لمحاكاة سمات المبنى المحدث. علاوة على النهج التحديثي للمبنى الذي يوفر توفيرًا في التكلفة بنسبة 43-65 بالمائة، يمكن استخدام النماذج الرقمية للتنبؤ باستخدامات الإشغال ومتطلبات الطاقة وعمليات البناء الرئيسية لإظهار كيف يمكن تحقيق عائد الاستثمار على الاستثمار المستدام.
وأخيرًا، كيف يمكننا تحديث البنية التحتية الحالية للمباني؟ نحن نشهد نقصًا في التعليم مع المباني القائمة التي تحتاج إلى التعديل التحديثي وأنظمة إدارة المباني الحديثة التي لها قيود مختلفة بسبب أنظمة إدارة المباني القديمة. فبدلاً من التصميم والبناء من الصفر، يجب علينا إنقاذ تركيبات المباني الحالية لدينا من خلال تنفيذ الأدوات والأجهزة والبرامج والخدمات لاستكمال ما هو موجود بالفعل.
واليوم، لدينا تقنيات مثل الاتصال اللاسلكي وإنترنت الأشياء والاتصال المباشر بالسحابة التي تتيح لنا تحديث البنى التحتية الحالية للمباني والتي تشمل مبادرات إدارة الطاقة الرقمية.
الصناعة الذكية: ما هو أكثر ما يثير اهتمامك بشأن المستقبل القريب للطاقة الرقمية؟
لويس: إن المزامنة المستمرة بين المنتج المادي وتمثيله الرقمي الذي توفره التوائم الرقمية أمر مثير للغاية وسيفتح فرصًا كبيرة لمستقبل الطاقة الرقمية. بناءً على بيانات تكنولوجيا المعلومات والتكنولوجيا التشغيلية الموثوقة والمستمرة والذكية، يحدد "الخيط الرقمي" الاستمرارية عبر دورة حياة المنتج ويوفر "مصدرًا واحدًا للحقيقة" - شريان الحياة لتسريع الطرق القائمة على النتائج للحصول على قيمة أعمال إنترنت الأشياء.
بالإضافة إلى ذلك، فإن دمج تقنيات البناء الجديدة التي تجمع بين "الرقمية بالكامل" و"الكهربائية بالكامل" هو الوصفة لعالم أكثر استدامة ومرونة لتسريع المسار نحو صافي الصفر وخفض الانبعاثات. إن القدرة على سد الصوامع بين العمليات الميكانيكية والكهربائية وأنظمة إدارة المباني، بما في ذلك البنى التحتية لشحن المركبات الكهربائية والشبكات الصغيرة والاتصال بالشبكة، أمر مثير حقًا لأننا نمتلك الآن التكنولوجيا اللازمة لتنسيق كل هذه الأصول لتحقيق أقصى استفادة من الطاقة الكفاءة والمرونة والاستدامة.
