I det här inlägget tittar vi på hur en digital twin (digital tvilling) kan användas i en analysplattform för eldistribution för att öka motståndskraften i din anläggning.
Olika typer av digital twins som stödjer analys av energiförbrukning
En digital twin (digital tvilling) är en digital representation av en fysisk tillgång eller ett fysiskt system. Konceptet är inte nytt, men i och med de senaste framstegen inom IoT, maskininlärning och förstärkt och virtuell verklighet (AR/VR) har digitala tvillingar kommit att bli vanliga.
- Digital twins för tillgångar. På tillgångsnivå kan en digital twin visa prestandan hos eldistributionsutrustning som ett reläskydd eller en transformator. Dessa tillgångar utformas, byggs och drivs i starkt digitaliserade miljöer med hjälp av den teknik som nämns ovan. Därför finns det flera mogna tillämpningar för digitala tvillingar för tillgångar. Vi kommer att tala om dessa tillämpningar i följande avsnitt.
- Digital twins för system. En digital twin kan även användas för att modellera system som elnät, industriella produktionslinjer eller hela anläggningar. Jämfört med digitala tvillingar för tillgångar är digitala tvillingar för system mindre mogna på grund av den mångfald och komplexitet av data som krävs för en korrekt modell. Som branschanalytikern Deloitte påpekar: ”Digitala tvillingar blir allt fler i takt med att deras kapacitet och sofistikering ökar. Men för att förverkliga deras fulla potential kan det krävas att system och data integreras i hela organisatoriska ekosystem.”
Digital twin-applikationer inom energihantering
Det finns fyra centrala tillämpningar för digitala tvillingar inom energihantering: diagnostik, simulering, förutsägelser och planläggning.
Diagnostik
Inom området diagnostik identifierar digitala tvillingar vad som hände och varför. När ett strömavbrott har inträffat försöker en ingenjör fastställa grundorsaken och sedan bygga upp en åtgärdsplan för att förhindra att det händer igen. Under denna utredning kommer ingenjören att använda en plattform för energihantering för att analysera rapporter, diagram och tabeller för att förstå vad som hände. Genom att använda en strategi baserat på en digital tvilling för system byggs plattformen för energihantering ovanpå en modell av det faktiska elnätet. Detta introducerar nya arbetsflöden som snabbare hittar grundorsaken. Det gör det till exempel möjligt för ingenjören att spela upp en incident steg för steg och inspektera mätningar på vilken del av elnätet som helst när som helst. Samma mätningar från det verkliga systemet kan också användas som indata i digitala tvillingar för att fastställa om tillgången (t.ex. en effektbrytare) fungerade korrekt eller varför den inte gjorde det. Sammantaget kan dessa möjligheter minska den tid som går åt till att ställa diagnoser från timmar till minuter.
Simulering
Digitala tvillingar gör det möjligt att köra simuleringar innan du agerar på det verkliga systemet eller tillgången. Detta gör det möjligt att skapa applikationer för utbildning och underhåll. Tänk dig en nyanställd som ska besöka en industriell understation för att underhålla transformatorer. Underhållet kräver att varje transformator isoleras från elnätet och att matningen nedströms från en annan transformator försörjs med ström. Denna komplexa uppsättning operationer kan simuleras fullständigt på en digital twin i transformatorstationen innan den anställde lämnar sitt kontor. När hon väl är på plats kan hon, med hjälp av att koppla upp sig mot den digitala tvillingen, verifiera sina planerade åtgärder precis innan hon utför dem.
Utformning av nya elnät för stora anläggningar är en annan viktig tillämpning där digitala tvillingar ger mervärde. Industriella automationssystem, kommunikationsarkitekturer, ställverk och kabeldragningar kan testas och valideras i en simulering med en digital twin innan man investerar i kostsam konstruktion och idrifttagning.
Förutsäga
Förutsägande underhåll är en av de vanligaste användningarna av digitala tvillingar idag. En digital tvilling av en generator kan till exempel tala om när underhåll behövs genom att jämföra det förutspådda beteendet med det faktiska beteendet. Är oljetemperaturen varmare än vad den digitala tvillingen förväntar sig? Då är det dags för underhåll.
Prognostisering och validering av anläggningens energianvändning är en annan vanlig tillämpning. Här matas den digitala tvillingen över anläggningen med process, beläggning, temperatur eller andra påverkande variabler. Anläggningens digitala tvilling räknar ut den förväntade energiförbrukningen under nästa dag, vecka eller säsong. Dessa uppgifter kan motivera investeringar, bekräfta att anläggningen fungerar som förväntat eller bekräfta tidigare gjorda investeringar.
Planlägga
Föreställ dig en framtid där du ber en digital tvilling att rekommendera hur du kan förbättra drifttiden i en produktionslinje, eller vilka extra steg som krävs för att uppnå en viss nivå av cybersäkerhet för ditt eldistributionssystem. I dessa exempel används digitala tvillingar för att föreskriva åtgärder. Den teknik som krävs för att leverera dessa tillämpningar är ännu inte mogen. För att kunna leverera denna kapacitet i stor skala krävs framsteg inte bara i fråga om digitala tvillingar för tillgångar eller system, utan kanske även i fråga om digitala tvillingar för organisationer och ekosystem.
Digital twins under hela livscykeln
Som vi har sett i det föregående avsnittet spelar digitala tvillingar en roll i konstruktionsstadiet för en produkt (dvs. en tillgång) eller ett system, liksom även under konstruktion, driftsättning och underhåll.
Tack vare den digitala ryggraden i de flesta leveranskedjor kan de uppgifter som skapas i konstruktionsstadiet för ett system eller en tillgång användas för tillämpningar av digitala tvillingar i de efterföljande stadierna. Denna spridning av data genom livscykeln kallas en digital tråd. Standardiserade datautbytesformat, kompatibilitet mellan olika verktygsleverantörer och säker dataöverföring och ägande är nyckeln till att utnyttja fördelarna med en digital tråd. I framtiden kan vi förvänta oss att industrialiserade lösningar för digitala trådar kommer att fungera tillsammans med digitala tvillingar, vilket ger dramatiska förbättringar av projektleveranstiderna och den operativa prestandan.
Läs mer om analys av energiförbrukning, EcoStruxure och mycket mer
Den IoT-anpassade, framtidssäkra EcoStruxure™ Power-arkitekturen från Schneider Electric stöder digitaliserad eldistribution och möjliggör förbättrad anslutningsbarhet, realtidsdrift och smart eldistributionsanalys. EcoStruxure Power Advisor är en proaktiv, analysbaserad tjänst för ditt energihanteringssystem som ger optimerad energiprestanda, tillförlitlighet och motståndskraft.
