Как цифровые двойники повышают безопасность опасного производства


Сегодня, прежде чем построить цех или завод, можно создать его виртуальный двойник – и на этом двойнике отработать технологии, выявить и устранить возможные недоработки, провести испытания и обучить персонал. В Европе использование таких «параллельных» цифровых моделей уже стало нормой, в Украине же мы только начинаем двигаться в этом направлении, говорит Сергей Степанюк, эксперт по цифровизации Siemens в Украине.

0__TzB0ZOrmRdoWBsG

Новая производственная линия сначала должна быть протестирована на математической модели, и только после этого подрядчика можно допустить к выполнению работ на объекте. Это требование принято в странах ЕС – когда речь идет о таких опасных и высоко затратных отраслях как нефтегаз, химическое производство, металлургия и машиностроение.

Зачем нужны виртуальные двойники и что они дают?

Первое – проверить технологию в виртуальном мире – еще до того, как оборудование будет изготовлено и установлено в цеху. Технолог разрабатывает чертежи – и на их основе можно сделать математическую модель, а на ней – спокойно и качественно отработать проект, проверить все алгоритмы, отследить их поведение в различных ситуациях и при необходимости вычистить программный код. Таким образом, можно повысить качество первоначального проекта.

Второе – выявить любые технологические нестыковки и погрешности, которые могли быть допущены в технологическом задании. То есть уже на начальном этапе проектирования и строительства объекта сделать технологию более безопасной, найти все возможные просчеты и устранить их. Другими словами, математическая модель позволяет создать очень качественный проект и провести его полную и всестороннюю проверку.

Третье – сэкономить время. Чтобы провести модернизацию, технологическую линию надо остановить. Использование виртуальных моделей позволяют свести такие простои к минимуму. В тех же случаях, когда завод строится с нуля, моделирование позволяет сократить время ввода в эксплуатацию чуть ли не вдвое, поскольку готовые алгоритмы уже отлажены. Алгоритмы проверяются на заводе производителя оборудования, а не на реальном объекте. Причем заводские испытания производятся без реального «железа», без реальной аппаратуры. Таким образом, экономятся не только деньги, но и время, необходимое на разработку и ввод объекта в эксплуатацию.

Четвертое – обучить персонал. Оператора можно натренировать на математической модели еще до запуска новой технологии. То есть когда объект будет введен в эксплуатацию, персонал будет готов, поскольку уже «работал» на нем. Кроме того, рынок труда сейчас очень подвижный, люди часто меняются. Приходят новые работники, и их надо учить. И еще один важный момент. Обучение на работающем оборудовании ограничено требованиями, за которые нельзя выходить. Часто операторы боятся что-то сделать не так. Математическая модель позволяет им сделать это на тренажере, чувствуя себя совершенно свободно – никто ничего не скажет, если оператор нарушит технологию. В виртуальном мире можно экспериментировать. Это как тренажер-симулятор для пилотов. Можно сесть «за штурвал» и проиграть различные ситуации – вплоть до самых экстремальных. Работая на реальной системе автоматики, но с виртуальной технологией, оператор может понять, что происходит с системой в том или ином случае, и какие действия надо предпринимать, чтобы не допустить аварии.  Очевидно, что такой оператор будет чувствовать себя гораздо уверенней в реальной экстремальной ситуации.

Что мешает внедрению цифровых технологий в Украине сегодня?

Один из главных барьеров – ограниченность финансирования. Но тут речь идет, скорее, не о недостатке средств, а и об отсутствии стратегии развития предприятия.  К сожалению, многие не понимают, что при выборе системы надо думать не только о сегодняшнем дне, а обо всем жизненном цикле продукта, о том, как вложенные сегодня деньги будут окупаться в будущем. У нас же пока подход «сиюминутный»: система должна отвечать определенным критериям и быть максимально дешевой. А ведь разница в цене между базовым продуктом и более технологичным и дорогим значительно меньше стоимости простоев, которых можно избежать, выбрав оборудование более высокого качественного уровня.

Кроме того, есть разница в подходе по сравнению с индустриально развитыми странами. Европейцы находятся на другом уровне технологического развития: третья техническая революция – автоматизация – у них уже завершилась. Производство автоматизировано, автоматизировано качественно – и теперь надо выжимать из технологии всё, что можно. И заказчики ищут новые возможности, ищут инструменты, которые позволят им получить дополнительные «плюсы». У нас же любой шаг в сторону автоматизации – уже большой прогресс. Поэтому думать на несколько лет вперед и учитывать возможности цифровых технологий у многих заказчиков просто не получается.

Еще один важный момент – понимание самих технологий и тех возможностей, которые они открывают. Сегодня цифровых программ так много, векторы их развития настолько разные, что невозможно предсказать, что произойдет, и какие новые возможности откроются завтра. Понимание возможностей технологий нужно закладывать ещё на уровне образования. Инновации, которые разрабатываются сегодня в Украине, не должны разрабатываться с нуля. Они должны использовать те готовые инструменты, которые уже есть в мире, и отталкиваться от возможностей, которые предоставляют эти инструменты. Тогда не придется постоянно изобретать велосипед, и мы сможем рассчитывать на успех.

Распечатать