数字孪生技术为大型资本项目赋能
如今，数字能力的进步为我们挖掘数据的价值开辟了新途径。随着能源行业进入优化和创新的过渡时期，KOGNITWIN® 作为康士伯的数字孪生产品，提供了一个能够扩大能源公司投资回报的机会，并在相对较短的时间内实现附加价值。将情境、可用性和虚拟化添加到数据系统中，可以使用户的团队做出更好的决策，提高效率，增强对资产整体运营态势感知的信心。
2020年12月
KOGNITWIN® ENERGY 促进资产开发
一直以来，项目和资本支出的管理会受到跨职能、跨部门间的认知鸿沟，即单一个体面对大量集成信息的认知能力，以及对复杂的系统执行检查的能力是存在局限性的。因此，为防止和克服不可预见的事件，如项目延误、成本增加和功能设计限制等，需要进行跨职能、跨部门间的协同作业，但这往往是低效且超出预算的。Kognitwin® Energy 及其先进的分析和智能边缘能力，可以从根本上改变资产的规划和运作方式，增强协作，支持更智能的决策并提高自动化水平。
时间和成本的节省增强了在项目开发过程中采用数字孪生技术的必要性。根据现有项目的反馈，项目的时间节省可高达40%，这将完成一个海上项目的平均时间从三年减少到两年。保守估计，总成本节省为项目总成本的10-20%。
新建项目的数字孪生与现有资产的数字孪生的区别
面对作业场景时，拥有现场经验是非常重要的。然而，自疫情以来，实际部署在设施上的人员数量已经大大减少，但意外关停和紧急关停的情况仍在发生。这时，作业者能够拥有快速反应的能力是十分重要的。
数字孪生技术可以让作业者在任何地点都能查看他们的设施，远程协调工作的执行，并让位于全球的专家做出决策支持。无法到达现场的员工仍然可以协助维护设施的日常运作与安全。
数字孪生实现了对人员、资产和事件的全面洞察，使作业者能够放大需要重点关注的部分。远程操作改善了任务管理，带来了1+1>2的效果，扩大这一原则能够让作业者将来自全球的专业知识部署到其整个资产组合中。
KOGNITWIN® 的价值贯穿各个阶段
随着项目的发展，优化决策过程、改进内部工作流程、为团队创建可重复使用且有效的程序将会降低成本、提升工作效率和避免不确定性所带来的风险。
概念评估
在Pre-FEED 和FEED 期间，数字孪生有助于验证项目的可行性。利用已知的数据和现有的设备信息，我们可以极大地优化这些研究的成本，以更高的效率和更强的信心来设计现场布局，确保项目成功。此外，这个过程可以作为确定现有设计规范和标准化设备的催化剂，大大减少对项目的工程、鉴定和材料规范要素的要求。所有这些都意味着可以降低应用或设备选用的风险，并由于更早投产而更快得到正向现金流。设备要求变得标准化，更易于规划和维护。
强化合作
在项目执行阶段，数字孪生还可以作为一种协作工具大放异彩。数字孪生可对设计验证、项目团队可见性及工作流程、数据和文档的整合以及跟踪项目的关键性能指标进行协助。项目工程和系统集成团队可以通过虚拟调试方案对设备配置、通信协议和控制进行模拟和可视化。通过改善跨学科合作，缩短设计和工程时间，提高设计质量，从而减少后期阶段（如施工、调试和安装）的改变。
例如，在海上平台的早期设计阶段，设计工程师必须考虑到诸如材料成本、海底地形、井位、流线或出油管布置等方面的因素。如果没有适当的工具或程序，流动保障便不一定能够得到优先考虑，或者会被完全忽略。但是，运用Kognitwin® Energy，情况将彻底不同，将数据和模型导入数字孪生系统可以实现简化的、多学科的审查。设计工程师与油藏工程师一起，可以确保油井的准确定位，像移动棋盘上的棋子一样移动计划中的资产，使用模拟和集成数据来输出假设结果。通过合作，这些曾经独立的团队可以在更短的时间内分享信息、共同学习，从而避免时间浪费和代价高昂的错误决策。
设计验证
由于可以在项目早期对系统进行完全的仿真模拟，因此在任何设备正式运行之前，就可以形成操作和维护理念，也可以更早、更有效地对设备要求、海上工作的范围、所需人员数量（也可通过远程操作来实现少人化、无人化）、船舶和进度需求等进行规划。值得一提的是，由于可以提前考虑这些工作，标准化的设备将大大减少无法预见的问题，从而使试运行和生产启动更加顺利。
标准化设备
虽然根据油藏的特点、水深、压力和温度的限制等，生产设备总是有具体的要求和规范，但行业内仍有大量的机会对大型资本项目所采购的设备进行标准化定义。工程、分析、测试和鉴定所需的投入是项目成本的重要组成部分。如果我们能够确定现有的设备规格，拥有即插即用的仿真器，以验证设备，并利用已有的零件编号来实施正在开发的项目，会怎么样呢？
标准化设备不仅有利于项目前期的资本投资，还可以在多个项目的全生命周期内获得收益。
每当设计新的采油树或管汇时，我们必须重新制定吊装程序，重新考虑飞溅区的动态，以及安装程序等等。对于这些项目，我们总是需要进行一定程度的分析和审查，但这也能为我们如何选择设备和设计海上项目的布局带来很大的机遇。
最佳实践应用
建设和制造工具可以使人们更好地获得现场的具体指示，这意味着可以将更多的时间用在使用工具上，并减少错误。
数据和文档的融合
利用单一信息来源，打破操作和项目的壁垒，可以提高决策的有效性。在同一平台中，团队可以实时查看、编辑和修改文件，同时也可以不受地理位置的限制进行合作，这是一种现代的信息管理方法。
在项目完成后，文件交接基本已经完成，不存在任何最后一刻的变更。Kognitwin® 的服务平台可在资产的全生命周期中作为项目和操作门户，用于记录文档及随时检索关键数据。
虚拟调试
控制和运行策略的早期验证缩短了启动时间，也减少了复杂情况的发生。Kognitwin® 能够在最终配置完成之前影响设计变更，从而节省时间和成本，避免与调试和启动相关的不必要的成本超支，还能够加快进度。安装和物流计划可以通过在Kognitwin® 中的模拟和优化练习来制定。
一键启动
通过 “一键启动”，项目团队可以在数字环境中设计控制策略以及设置自动序列。这样做使团队能够在物理机理模型上充分测试和验证序列，优化控制回路以提高能源效率，并使用最少的能源来启动和运行设施。这种理念有助于确保启动和试运行得到有效的规划和执行，避免出现问题，减少停机次数。
数字孪生的目标是为您的团队实现真正的数字化运营。这样做可以在项目阶段已经实现的协作和效率基础上更进一步，为整个价值链带来更佳的作业模式。当企业开始使用数字孪生进行数字化转型时，能够了解这一目标是非常重要的。
在安装和试运行之后，预期成果将至少包括：
资产寿命
每次设计系统时，都要重新编写安装和调试程序。随着技术的改进和发展，我们希望将正确的技术应用于我们的设施中。话虽如此，我们真的应该一次又一次地重新创建类似的安装工具吗？每个项目真的需要自己的服务设备吗？我们的工具可以而且应该更具普遍性。
我们如何将智能设计应用于智能服务和改善停机时间上？答案是，这应该由设备来告诉我们。我们不应等到事后才考虑资产的维护。归根结底，我们应该不仅能够远程实时了解资产表现，而且能充分利用延长资产寿命的设备。
组织
随着新的运营模式的开发，您将有机会调整您的资产支持方式。总的来说，康士伯能够提供适合您的数字孪生，以及一个企业级的平台，以实现对业主或作业者资产组合的洞察。您可以通过在同一地方提供所有信息，来运用真正的卓越中心方法。总部可以查看关键性能指标或衡量指标，以便进行跨地域的比较，而经理和个人终端用户能够跨越距离和工作职能无缝协作，以做出高效、有效的商业决策。
预测性维护
在更精简、灵活的组织中，您可以利用预测模型来预测设备性能退化的发展，并估计主要部件的剩余使用寿命（RUL）。在设备正常运营期间，您能够充分了解其动态场景，以改善规划和运行方法；在条件和操作数据的基础上，利用分析工具来检测系统和部件的变化；在整个投资组合中集成类似的系统和设备信息，以提高数据质量，发现资产趋势和故障。
这样做可以实现稳定的生产，提高正常运行时间和生产力。您可以提前做好准备，通过利用模拟来节省时间，提高复杂的动态运行机制。最后，维护、修改和改进项目更有效地减少了重大运营事件的数量。
健康、安全和环境
将新兴技术应用于未来的能源行业，能够使作业者的竞争优势脱颖而出。减少碳排放、提供工作环境的安全性、减少设施上的人员数量都是目前行业内正在推动的举措。远程工作、优化性能和预测分析通过Kognitwin® 实现了从一个设施到另一个设施的改进。
总结
在不稳定的环境中，投资回报率和产品上市速度的重要性日益凸显。通过利用创新的解决方案，积极采用新兴技术进行调整，并通过数字化挖掘可获得的价值，作业者可以减少从做出最终投资决定到正式投产所需的时间，将产品推向市场。
通过数据驱动和现代决策过程设计、验证和选择的智能设施，与真正可操作的数字孪生系统相匹配，可以带来非凡的效益。最终，这可以缩短停机时间，提高传统能源采收率，延长资产寿命，同时从性能、安全和投资角度降低风险。
