最新公告:

更多>>

专题文章

管线模型之数字孪生
2020-11-16 10:30:17    浏览次数:
分享到:

作者:王向坤
        对于孪生,人们很容易就想到“双胞胎”,对于数字孪生,又是什么?这是最近两年流行于特定业界的名词。这个特定业界指的就是工业界,数字孪生经常与工业互联网、物联网、5G一起被提起,成为人们观察、研究和解决工业领域需求的新思路、新方法。 
        我们看看数字孪生的概念,数字孪生是充分利用信息技术建立客观对象的物理模型,集成传感器、运行历史等数据,在虚拟空间中完成映射,利用仿真技术,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程,英文名Digital Twin。能够想象的是,其设计本意是建立起真实物体的虚拟现实模型,这个离不开三维建模技术,并且是与真实物体构成相同的物理模型,这一点与BIM有点类似,这是一个基础;再继续将模型与真实物体的传感器数据连接,我们就可以通过仿真实现真实物体的全生命周期管理。 
        数字孪生概念提出的时间还不长,我们能够从其名称和定义上猜测出来。数字技术依赖于IT进步,传感器数据离不开工业互联网、物联网,而5G技术的推出,让信息插上了更快的翅膀。所以,这些概念一旦遇到合适的机会,就会快速融合并诞生出众多可能,数字孪生就这样进入了人们的视野。 
        我们现在谈论它,就不仅限于工业领域、智能制造等,在城市管理、城市地下管线管理等领域都可以适用这种概念和理论。 
        我们知道,地下管线是一个真实运行的客观系统,地下管线安全、合理的运行对于城市的正常运行至关重要,将数字孪生概念和理论应用于地下管线设备全生命周期管理具有现实意义。 
        地下管线管理的发展过程,经历了原始图纸资料到管线数字化、信息化以及运行数据的在线监测、智能调度管理这么几个阶段,这里面包含着管线实物的信息模型建立、传感器数据连接、集成及最终的调度指挥。我们看到这与数字孪生几乎是一致的,差别在于地下管线属于工业应用级,理念传导需要一个逐步波及的过程。
        我们打开思路,可以回想与地下管线有关的历史过程,“老人”或许还见过、使用过图纸,少数管线监测点通过三遥、四遥甚至电传技术传至后台调度部门,在缺乏信息展示技术的时代,管线模型被简化为有限的线条刻画在展板上,功能受限,无法做更多的事情。 
        探测技术、信息技术的发展让管线模型更为精准,传感器的加密及数据的在线传播,让基于水力计算的仿真更为接近现实,从而为管线运行调度提供更为准确的数据支撑。当然,我们也不能忘记数字孪生至于管线设备全生命周期管理的重要性。
        还是管线模型的基础数据,如:材质、管径、生产日期、使用日期、设计寿命、承压限值等静态数据,结合压力等传感器数据及历史数据,再通过水力计算仿真,分析地下管线设备的运行数据,进而得出安全评估,为管线运维管理提供数据支持。 
        地下管线毕竟属于大范围的运行存在,与工业级的生产、制造精密度不是一个层次和范畴,但是,过程管理的目标追求是一致的,那就是精细化管理、精准化管理,期望涵盖每一个细节、每一个环节。所以说,地下管线将逐步走向数字孪生的终极目标。 
        为达到此目的,在这个过程中,管线管理的理论需要更新,并为此准备更细的规程,探测技术、建库技术将逐步细化,不排除新的体系出现,因为工业助推将加速产业的进步,特别是理念的提升,未来的地下管线管理将变得不一样。 
        现阶段的地下管线管理存在着若干内在问题,受整体发展水平的制约,管线模型参差不齐,基础属性数据不全,传感器与地下管线数据集成不足,影响水力计算仿真的实现,还有仿真技术的研究参与度较低,仿真实现度不高。
        具体说,管线三维模型仅仅是三维模型,缺乏水力模型,动态程度较低或没有,与真实的管线实物之间缺乏或没有建立连接,仅仅表达了地下管线的静态模型,这是普遍状态。 
        未来,地下管线静态模型将更多的融入动态数据,逐步变为动态模型,数字孪生或将发挥作用。而管线模型的构成、制作、效果,或将有大的改变,因为,地下管线的管理本身就是随着其它相关技术的发展而发展起来的,所以说,新理念、新技术、新方法经会使管线模型发生改变,且会变得更好。
扫码阅读微信版

Copyright © 2018 保定金迪地下管线探测工程有限公司 All Rights Reserved    地址:河北省保定市恒滨路128号 邮编:071051
市场电话:0312-3108548    客服电话:0312-3108565    传真:0312-3108565    E-mail:jdsczx@163.com    网站备案号:冀ICP备05007223号-1

冀公网安备 13065202000367号