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En la industria energética, las tecnologías y aplicaciones agradables no tienen sentido; Tienes que crear valor. Con un enfoque holístico para construir el hilo digital y el gemelo digital, las organizaciones pueden lograr mejoras en la ejecución de proyectos, la eficiencia operativa, la sostenibilidad y los ingresos.
En este artículo, definiré el hilo digital y el gemelo digital en el sector energético y describiré cómo se pueden utilizar para diseñar, construir y mantener los activos que impulsarán el futuro.
Desafíos de la industria
La pandemia de Covid-19 ha revelado muchas brechas en las operaciones de proyectos en la industria energética. Rápidamente vimos los muchos desafíos de operar plantas de forma remota y ser eficientes desde cualquier lugar en cualquier momento. Quedó claro que necesitábamos encontrar una manera de unificar las operaciones de activos, reducir las tareas repetitivas y mejorar la eficiencia. Quedó claro que la tecnología digital era clave.
Aunque la tecnología es omnipresente hoy en día, su aplicación adecuada no es tan común. A menudo vemos fallas relacionadas con la transformación digital y la implementación de nuevas tecnologías porque las personas que trabajan en ellas no entienden los desafíos de la industria.
Mientras tanto, aquellos en la industria que conocen los sistemas, procesos y desafíos no necesariamente entienden las nuevas tecnologías. Además, ha habido una clara falta de un enfoque integrado para los proyectos greenfield y brownfield; Muchos ingenieros y partes interesadas diferentes están involucrados en el diseño, la construcción y las operaciones, y el flujo de datos puede perderse fácilmente durante las transferencias.
Tener una gran tecnología por sí solo nunca es suficiente si las empresas no pueden o no quieren usarla de manera efectiva.
Definir el gemelo digital y el hilo digital
Hay muchas definiciones de «hilo digital» y «gemelo digital» en relación con diferentes industrias. El primer concepto fue desarrollado por Michael Grieves en 2002 y tenía como objetivo utilizar el entorno digital para ejecutar simulaciones. La primera aplicación vino de la NASA en 2010, pero desde entonces ha habido muchas otras: Google Maps, ciudades inteligentes, vehículos autónomos, simulaciones de salud, planificación de la construcción y más. Cada industria tiene su propia definición y casos de uso.
Muchos de estos usos se centran en los datos procesados. En el dominio de la energía, por otro lado, tenemos datos tanto estáticos como dinámicos. Dado que la fase operativa representa aproximadamente el 80% del ciclo de vida de un proyecto, la información en tiempo real es esencial. El flujo incremental de información a lo largo de un proyecto comienza con el desarrollo de una biblioteca de clases: la clasificación de datos e información para cada dispositivo, activo y proyecto. Esto forma la base del hilo digital:
- Hilo digital: la información que debe capturarse y el traspaso incremental de esa información durante el ciclo de vida de un proyecto. Pueden ser datos históricos, pero también información de la fase de ingeniería o de la fase de construcción de diferentes sistemas. El hilo digital madura a medida que recopila más información y crea más dimensiones de datos durante el ciclo de vida de un proyecto.
- Gemelo digital: la correlación de datos de diferentes sistemas para crear una única fuente de verdad; un sistema de sistemas en el que los datos correlacionados se presentan en un contexto digital, es decir, «el bien digital». Mientras que un hilo digital se trata de recopilar la información en sí, un gemelo digital se trata de cómo se muestra esa información en contexto.
Cuando se trata de subprocesos digitales y gemelos digitales, la tecnología tiene nombres similares, se implementa en entornos similares y está inextricablemente vinculada.
Mejorando el ciclo de vida del proyecto a través de soluciones digitales
En la industria energética, el gemelo digital se conoce como un activo digital. Es la correlación de datos de diferentes sistemas y líneas de tiempo para crear un sistema de sistemas. El hilo digital construye gradualmente el activo digital. Esto comienza con metadatos en las primeras etapas y luego evoluciona a un hilo progresivo que incorpora datos ambientales externos, información de predicción impulsada por IA/ML y más para crear un modelo completo.
Desde sus inicios, hemos ampliado el concepto de gemelo digital para crear niveles de madurez. La tecnología de gemelos digitales se puede implementar en una etapa muy temprana del ciclo de vida del proyecto. Si bien inicialmente puede ser tan simple como una nube de puntos, un modelo 3D puede enriquecerse con datos y mejorarse con nuevas tecnologías para crear dimensiones cada vez mayores de información y complejidad.
Una vez que la información está correlacionada y presentada, puede hacer más con ella: el análisis, la inteligencia y las aplicaciones pueden basarse en esta correlación de datos. La IA se puede aplicar para obtener información e incorporar funciones adicionales. El cerebro de los datos, el gemelo digital, puede usarse para monitoreo remoto y operaciones autónomas: el objetivo de los operadores de petróleo y gas. Una vez que hay un gemelo digital que pone la información en contexto, puede ayudar a informar la forma en que se revisan los diseños y crear herramientas inmersivas para visualizar activos incluso antes de que se construyan.
Tecnologías que aumentan el poder y la accesibilidad de los gemelos digitales
El sector energético ha invertido en automatización desde la década de 1990, pero a medida que innovó en tecnologías digitales, sus procesos cambiaron más lentamente. Después de todo, la tecnología solo representa el 10% de la innovación; El resto se trata de personas. Sin embargo, la tecnología en el sector energético se ha acelerado significativamente en los últimos tiempos, tanto en energías convencionales como renovables.
La repentina necesidad de poder realizar las tareas en cualquier momento y en cualquier lugar ha tenido un impacto significativo, ya que las necesidades siempre generarán soluciones. Recientemente, hemos visto muchas aplicaciones de IA en datos de IIoT para obtener información y mejorar la seguridad de los trabajadores.
El hilo digital se trata de recopilar más datos mientras se aprovechan las tecnologías avanzadas. Nuevos avances como drones, robots, 5G, satélites, escaneo láser, IoT y más han impulsado el hilo digital y llevado a operaciones avanzadas. Con todas estas nuevas tecnologías a la vanguardia y un cambio de mentalidad provocado por la pandemia global, la innovación y la transformación ya no son lentas; aumenta la velocidad y se convierte en un cambio holístico.
El futuro del gemelo digital en el sector energético
Si bien ciertamente necesitamos crear una definición estándar del hilo digital y el gemelo digital en el sector energético, los resultados potenciales son lo que realmente importa.
Cuantos más datos valiosos tenga en el hilo digital, más soluciones podrá comprar, dependiendo de sus necesidades específicas, cuál necesita. Lo que realmente necesitamos lograr es un ciclo de vida integrado en un entorno digital donde las personas, los procesos, los activos y los sistemas estén conectados con IA y tecnologías avanzadas para una ejecución eficiente de proyectos y operaciones unificadas.
De esta forma, los gemelos digitales son, sin duda, clave para reducir costes, tiempos de inactividad y emisiones, además de mejorar la eficiencia y la seguridad, claves para un futuro sostenible.
Con el gemelo digital, la pregunta de por qué ya no surge; Se trata de cómo usar la tecnología correctamente. Esto pronto será ayudado por la creación de normas y estándares que permitirán la implementación exitosa de la tecnología. La necesidad ciertamente existe, y afortunadamente también lo es la inversión. Ahora todo lo que queda es persuadir a las comunidades para que permitan la implementación de las soluciones.
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