Цифровой двойник Schneider Electric

Назначение: система управления питанием на производстве в режиме реального времени.

Отрасли: предприятия промышленного производства, в первую очередь непрерывного производства (нефтепереработка, нефтехимия, некоторые химические производства).

Интересный факт: система предсказала сбой большого компрессора за 25 дней до того, как он действительно произошёл на одном из европейских нефтеперерабатывающих предприятий, что сэкономило компании несколько миллионов долларов.

Описание: скачки напряжения, продолжительные перебои и иные нарушения режима электропитания на промышленных предприятиях ведут к тяжёлым потерям, включая финансовые, временные и репутационные. Система умного управления питанием Schneider Electric контролирует состояние эксплуатируемых на предприятии средств защиты по электропитанию и производит предиктивный анализ актуального состояния защитного оборудования в режиме реального времени, информируя ответственный персонал об обнаруживаемых и только намечающихся проблемах с аккумуляторными батареями и иными элементами защитных устройств. Решение выступает в роли индустриального цифрового помощника оператора и интегрируется с корпоративными бизнес-сервисами с целью оптимизировать стабильность электропитания в масштабах всего предприятия.

Цифровой двойник средств защиты электропитания на предприятии позволяет аналитической системе выявлять причинно-следственные связи между происходящими на производстве событиями и строить прогнозы на будущее. Особую значимость это имеет на промышленных производствах непрерывного цикла, где выход из строя отдельного узла оборачивается не просто задержкой выпуска готовой продукции, но может стать причиной полной остановки всей линии, для запуска которой заново потребуются значительные финансовые ресурсы и долгое время. Построение цифрового двойника в общем случае включает базовый сбор информации, формирование на его основе математической модели с использованием средств машинного обучения, предиктивную аналитику и своевременное предоставление информации обслуживающему персоналу для производства определённых действий (либо производство этих действий в автономном режиме, если подобная техническая возможность предусмотрена).

Принцип работы. Принципиальная схема функционирования цифрового двойника Schneider Electric для контроля электропитания на непрерывных производствах, таких как нефтепереработка, нефтехимия, некоторые химические производства:

сбор информации от интегрированных в средства защиты питания датчиков о состоянии их ключевых узлов (аккумуляторные батареи, коммутаторы и т. п.);
обработка полученных данных на математических моделях для описания термодинамики и кинетики процесса, построенных с применением Microsoft Azure;
предиктивное выявление проблемных участков и узлов с прогнозированием степени готовности к отказу и отнесением каждого узла к определённой категории опасности («зелёный», «жёлтый», «красный»);
информирование оператора через соответствующее приложение и выдача рекомендаций по замене определённых узлов;
если на предприятии используется оборудование Schneider Electric, возможно автоматическое формирование перечня позиций, которые необходимо закупить для замены потенциально угрожающих узлов, что позволяет организации заблаговременно планировать бюджет текущего и капительного ремонта средств защиты электропитания.

Технологии. Математическая модель цифрового двойника Schneider Electric реализуется в облаке Microsoft Azure, получая возможность эффективно анализировать динамически меняющиеся объёмы входных данных и выдавая на выходе обоснованные оценки ожидаемой продолжительности работы аккумуляторных блоков, а также рекомендации по своевременной закупке новых батарей.

Примеры использования. Компания Schneider Electric внедряет цифровой двойник производственного процесса на Яйском нефтеперерабатывающем заводе, не только обеспечивая предиктивную аналитику состояния аккумуляторных батарей, но и создавая виртуальный тренажёр для операторов завода, и обеспечивая работу комплексной системы оперативного предотвращениях аварийных ситуаций.