Использование цифровых близнецов для максимизации отдачи от существующей инфраструктуры

Если города будут иметь доступ к динамичной, скоординированной и своевременной информации о местной инфраструктуре, ее функционировании и ее проблемных точках, они смогут получить значительные оперативные и финансовые выгоды.

Есть гораздо больше, чтобы умные города, чем футуристическое планирование. Сосредоточение внимания исключительно на новой инфраструктуре и программах нового строительства означает игнорирование значительного потенциала для получения ежедневных эксплуатационных и эксплуатационных льгот и экономии бюджетных средств, которые сегодня могли бы использовать городские и даже городские плановики и менеджеры.

То есть, если бы они имели доступ к динамичной, скоординированной и своевременной информации о местной инфраструктуре, ее производительности и точках давления-таким образом, чтобы это позволяло целенаправленным и эффективным действиям оперативных групп и инженеров, чтобы поддерживать бесперебойную работу служб, независимо от существующих условий.

Дефицит финансирования

Есть веские финансовые причины для того, чтобы сделать существующую инфраструктуру умнее и лучше подключена тоже. Важным из них является возможность преодоления дефицита бюджета: разрыв в финансировании между стоимостью строительства новых объектов, которые города и поселки могли бы в идеале реализовать для удовлетворения местных потребностей, и имеющимися ресурсами местных органов власти.

Более эффективное использование существующей инфраструктуры и / или продление ее полезного срока службы должно быть приоритетом для любой государственной администрации, финансируемой государством организации или частного поставщика услуг, стремящегося обеспечить ценность для заинтересованных сторон и продемонстрировать приверженность устойчивому развитию. Помимо всего прочего, оптимизация использования существующих ресурсов может помочь высвободить бюджетные средства для более амбициозных и футуристических инноваций в области интеллектуальных городов.

Полезность будущего

Одной из общественных организаций, выступающих в настоящее время за более рациональное планирование и использование ресурсов, является Департамент водных ресурсов (DWR) в графстве Гвиннетт, штат Джорджия, в Соединенных Штатах. Департамент является весьма амбициозным, стремясь к интеллектуальному использованию данных-в конечном счете, включая целевой обмен данными с внешними партнерскими организациями-для поддержания качественных услуг для местных жителей и предприятий.

“Наша цель и миссия округа состоит в том, чтобы DWR стал” полезностью будущего»,-говорит Сэм пол, который заботится о системах SCADA (диспетчерского управления и сбора данных ) оперативной технологии организации (OT), которые собирают и анализируют оперативные данные в реальном времени. Эти критические системы управления позволяют департаменту контролировать и оптимизировать водохозяйственную инфраструктуру, ориентируясь на техническое обслуживание и упреждая пиковые потребности, с тем чтобы поставки никогда не истощались.

“Нашей целью были подключенные системы, общие данные и новое сотрудничество – и, прежде всего, быть полезными.”

Новаторской частью плана округа Гвиннетт является желание обмениваться оперативной информацией, такой как данные о сборах/запасах воды, с внешними партнерами. Они включают в себя Центр управления чрезвычайными операциями округа – так что он, в свою очередь, может отслеживать и реагировать на воздействие плохой погоды, стихийных бедствий или других острых сценариев.

Обмен данными с окружным пожарным департаментом, тем временем, помогает гарантировать, что жители и местные предприятия не пострадают, если произойдет внезапный, резкий рост спроса на воду в конкретном районе – например, когда пожарные подключаются к гидрантам, чтобы справиться с крупным пожаром.

Силосы ИТ-систем

До сих пор традиционные «стены» между различными командами и их соответствующими силосами ИТ-систем ограничивали возможности для обмена разведданными и сотрудничества в инновационных новых формах. Для Департамента водного хозяйства округа Гвиннет преодоление этих барьеров стало важнейшим первым шагом на пути к трансформации сферы обслуживания.

“Нашей целью были подключенные системы, общие данные и новое сотрудничество – и, прежде всего, быть полезными”, — объясняет Сэм пол. «Это означало возможность создавать сквозную видимость и способность контролировать инфраструктуру целостно-охватывая проектирование, техническое обслуживание и эксплуатацию.”

С четким видением для преобразования обслуживания-основанного на оптимизированном представлении, эксплуатационном совершенстве и в конечном счете надежной и последовательной поставке чистой воды к жителям графства Гвиннетт – следующим приоритетом DWR было установить технологию для того чтобы поддержать ясную линию визирования через инженерство, обслуживание и деятельность.

«Теперь акцент делается на автоматизированных каналах передачи данных, которые несут с собой ожидание того, что люди будут доверять этим данным и подключению из производства.”

“Нам нужно было сломать барьеры с помощью технологий и сделать данные пригодными для использования вне производства, для более широкого населения, включая инженеров, исследовательские группы и многое другое, чтобы поддерживать более умную, более оперативную диагностику, диагностику и проектирование и разработку.”

В течение пяти лет DWR перешел от сценария, состоящего из нескольких отдельных платформ OT и IT (каждый завод имел свою собственную платформу SCADA), к сценарию, в котором все стандартизировано на одной и той же оптимизированной платформе. Это позволяет передавать данные с двух заводов по производству воды, 8000 + миль распределительных и передающих сетей, сотни пунктов сбора воды и трех объектов по мелиорации воды.

Это включает в себя диагностические данные о функции и производительности насосов, их энергопотреблении и их производительности, которые могут быть совместно использованы как с инженерами по техническому обслуживанию, так и с инженерами-проектировщиками.

Культурный барьер

Традиционные умонастроения и укоренившиеся способы работы могут стать еще одним препятствием на пути к более разумному и более совместному управлению инфраструктурой. Там, где команды контролируют и управляют активами определенным образом в течение многих лет или десятилетий, нет ничего необычного в том, что существует некоторое сопротивление изменениям – особенно если это связано с скачком доверия от физического к «виртуальному» – другими словами, большей опорой на каналы данных для поддержки принятия решений и действий.

Это может быть еще более сложной задачей в контексте муниципальной инфраструктуры, где стареющая рабочая сила заставляет города нанимать и обучать вспомогательный персонал следующего поколения. Округ гвиннетт DWR столкнулся с этим. Его эволюционирующая конфигурация потребовала определенной культурной адаптации в последние годы в рамках его » цифровой трансформации’ в направлении более разумных, скоординированных и целенаправленных операций на основе данных, технического обслуживания и проектирования/R&D.

«Традиционно обратная связь была физическим процессом прикосновения и ощущения, включающим подъем крышек люков», — объясняет Пол. «Теперь акцент делается на автоматизированные каналы данных-сбор данных, анализ и передовые моделирования / расчетов – который несет с собой ожидание, что люди будут доверять этим данным, а также подключение из производства.”

Цифровой близнец

Убедившись, что различные команды могут легко получить доступ и визуализировать информацию и идеи, которые наиболее уместны для их ролей, оказывается критически важным здесь. С этой целью DWR работал с AVEVA для создания «цифрового близнеца» или цифрового представления всей своей инфраструктуры на безопасной, общеорганизационной программной платформе.

Современный цифровой Близнец-это, по существу, интегрированная, централизованная платформа (или «нервный центр»), где объединяется, контролируется, анализируется и действует разнообразная информация об активах и связанных с ними услугах. Он может быть критически важным посредником в преобразовании-обеспечивая преимущества на всех этапах жизненного цикла проектирования, эксплуатации и обслуживания/улучшения местной инфраструктуры, будь то в рамках одной организации или в масштабах всего города.

“Нам нужно было сломать барьеры с помощью технологий и сделать данные пригодными для использования вне производства, чтобы поддерживать более умную, более оперативную диагностику, диагностику и проектирование и разработку.”

Все различные группы В DWR могут получить доступ и просматривать это, а также интерпретировать каналы данных таким образом, что это имеет смысл для работы, которую они делают. Это отображается с помощью сводной графической панели мониторинга, которая настраивается для каждой команды или роли и позволяет просматривать данные с высокого уровня, а также с помощью возможности детализации для отдельных заводов, систем или операций подразделения.

Отдел эксплуатации может использовать эти данные для оптимизации производительности насоса и расхода воды. Ремонтные бригады могут отточить свой ответ в случае срабатывания сигнализации и лучше способны определить, где требуется срочное внимание. Члены группы исследований и разработок могут использовать эти данные для мониторинга производительности инфраструктуры с целью ее улучшения в будущем.

Глядя на Гринфилд смарт-городов для вдохновения

Хотя гринфилдские умные города, которые строятся с нуля, чтобы воспользоваться новейшими технологическими инновациями, имеют очевидные преимущества перед более устоявшимися городскими средами, они предлагают полезную точку отсчета для видов скоординированных сценариев управления инфраструктурой, к которым могут стремиться все города.

Возьмите Индийский Гринфилд smart city Nava Raipur. Здесь планы по созданию высоко скоординированной, умной городской инфраструктуры оптимизируются с помощью единого, интегрированного центра управления и контроля, построенного на программном обеспечении единого операционного центра AVEVA, который заботится обо всем: от видеонаблюдения до управления энергопотреблением, систем управления дорожным движением и приложений городской службы поддержки.

Подсистемы (для каждой коммунальной службы и службы) интегрированы – это позволяет быстро, скоординированное управление кризисами и чрезвычайными ситуациями, причем каждый работает из «единого источника истины».

Салил рай Шривастава, главный инженер SNVP, сказал: «даже там, где этот ответ усиливается и передается на аутсорсинг третьим лицам, все это координируется с одной и той же центральной городской платформой.”

Цифровой подход к двум/единым операционным центрам может помочь, подключая разрозненные системы и позволяя собирать и агрегировать различные данные в общем хранилище и анализировать их.

Простого мониторинга этих систем недостаточно. Управление с обратной связью через автоматизацию также является ключевой функцией. Например, центральный центр управления может использоваться для удаленного управления системами водоснабжения и внесения автоматических изменений, повышения качества воды (например, путем добавления хлора, как указано), а также для повышения производительности систем водоснабжения.

Система также позволяет отделу общественных работ создавать рабочие запросы и управлять эскалациями непосредственно между несколькими отделами из централизованного представления. В случае энергоснабжения, проактивный мониторинг и интеллектуальное управление электроснабжением, от подстанций до распределительных сетей, включая кольцевые сети для обеспечения резервирования, обеспечивают надежное и непрерывное электроснабжение.

Совместный подход

Если бы города были в состоянии начать с чистого листа, инфраструктура могла бы быть построена с нуля по существу связанным способом, поддержанным бесконечными датчиками IoT и координированным контролем, как в случае с Нава Райпур в Индии. Но мало у кого из городских жителей есть такая роскошь.

В существующих городах прогресс предполагает преодоление некоторых проблем, поскольку каждый муниципалитет, скорее всего, будет эксплуатировать свой собственный сложный массив инфраструктуры и систем, многие из которых уже имеют современные технологические тенденции и были построены на автономных архитектурах данных, которые не могут легко взаимодействовать с другими системами.

Поскольку города принимают этот совместный, основанный на данных подход к управлению инфраструктурой, путь проложен к беспрецедентному уровню ситуационной осведомленности для поставщиков коммунальной инфраструктуры

Цифровой подход к двум / единым операционным центрам может помочь, соединяя разрозненные системы и позволяя собирать и агрегировать различные данные в общем хранилище, анализировать их с использованием новейших методов прогнозной аналитики и визуализировать результаты для поставщиков услуг и граждан, которые могут действовать на основе этой новой информации в режиме реального времени.

По мере того как города осваивают этот совместный, основанный на данных подход к управлению инфраструктурой, прокладывается путь к беспрецедентному уровню ситуационной осведомленности, что позволяет им более оперативно и эффективно реагировать на чрезвычайные ситуации и/или предотвращать потенциальные узкие места или сбои в инфраструктуре раньше времени.

Источник:

https://www.smartcitiesworld.net/smart-cities-news/using-digital-twins-to-maximise-returns-on-existing-infrastructure

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.