与你的数字孪生交朋友

30 1月 2023 阅读时间计算文字

在海上，每两艘船里就相当于有一艘安装有麦基嘉的设备。麦基嘉的雄心是在船舶和海工领域内大规模使用数字孪生技术，这是可以理解的，也是可以实现的。

像许多进入船舶和海工词库的数字术语一样，相关 “数字孪生”好处的解释多种多样，反而很快让这个概念变得模糊不清。但是，麦基嘉技术与可持续发展副总裁Dennis Mol和数字解决方案总监Bhavik Thakker表示，不能让一项对设计、运营和维护有深远影响的技术不知不觉地搁浅在海事流行语的浅滩。

这是麦基嘉最近正式将数字孪生列入为数字服务产品的原因之一。此外，麦基嘉已经证明，通过开发实时数字化流程来支持其交付的船舶货物装卸与海工负载处理设备，可以确保在安全、生产力和可持续发展收益方面处于领先地位。

我们没有高谈阔论，而是发展了一套案例，以证明在不同场景下使用数字孪生的目的，

以及根据作业环境的数据计算、模拟和分析设备可行性的好处，”Thakker说。

麦基嘉的结论是，对船舶和海工领域的客户而言，数字孪生技术在其产品和服务的每个阶段都具有价值：从产品概念阶段，到设计和工程验证，测试和海试，培训、运营和维护。

“‘工程级'的精确数据使数字孪生能够模拟真实的船舶在环境中的实时动态，”Mol解释说。“这创造了超越理论建模的分析能力。譬如，工程设计人员可以在预开发阶段对集成设备配置的影响进行评估，并提前完善控制系统和整体。”

允许用户尝试新的设计，对客户来说是一种赋能，对工程师来说更是无价的——这既是探索和预测行为的一种方式，也是一开始就能把事情做对而避免成本超支的一种工具。对于麦基嘉而言，使用数字孪生的好处贯穿了产品的概念阶段一直到其运行寿命结束，Mol强调说。

“利用准确的规格和真实的数据，我们可以在创意开发阶段利用数字孪生进行FEED研究和快速原型设计，并为客户提供‘近似真实’的互动体验，”Thakker补充说。“在这个过程的后期，该技术让我们能够优化整体安排，选择正确的设备组合，制定现实的结构分析，验证设计，并模拟和分析工作过程。”

利用数字孪生技术进行模拟

“麦基嘉已经在关键产品的开发中使用了数字孪生技术，”Mol说。“其内部开发的‘C-how’模拟技术已被用来降低工程阶段的风险，在不同的甲板场景中验证设计，并优化操作性”。

举个例子，一家船厂使用数字孪生来模拟麦基嘉吊艇系统在下放和回收小艇过程中的控制响应情况，以验证最大波高限制。另一案例，在产品测试阶段使用该技术可以进行动态船舶运动建模，让船东可以验证其为船艏设计的舷梯是否可以在更大的波浪高度下安全运行。

在运营方面，有的客户利用数字孪生将其海底设备作业的天气窗口最大化，也有客户在一次模式变更时机不当的事件发生后制定了新的水下起重机操作指南。

Thakker解释说，设备建成之后，数字孪生在验证安全、优化控制程序和自动化序列，以及检测故障根源方面也被证明具有极其宝贵的价值。

“数据分析能力可用于预测性维护计划，提前预测关键设备的故障和维修需求，”他说。

然而数字孪生对全球海运业的用处不仅限于机械设备。“使用数字孪生的经验也将让模拟培训提升到一个新的水平，”Thakker补充说。

“事实上，最好的方法是把这些提高设备效率的数据驱动课程交付给使用设备的人员。我们需要以最有效的方式组织培训，而在线学习、情景模拟、数据分析，以及基于增强现实的沉浸式方法创造了一个强大的组合，将标准信息传递给办公室人员和船上人员。”

麦基嘉作为全球货物装卸的供应商，其开发的数字孪生技术所达到的仿真精度降低了高保真培训的成本。

对于快速变化的场景，麦基嘉已尝试把数字孪生技术应用于基于增强现实的试验，其中包括空压机的维护顺序，Thakker说，但他更倾向于关注已经赢得的成果。

“让用户获得实时的感觉，并且能够模拟设备在紧急情况下的实际响应方式，可以让他们的学习曲线变得更为陡峭，”他说。“如果以前发生过事故，我们就可以用丰富的视觉格式进行回放，来看看大家如何反应，然后训练他们如何做得更好或需要注意的模式。”

他还透露，麦基嘉即将为海工支持船运营商提供一个全新的针对海工主动升沉补偿起重机开发的便携式模拟培训包，该培训包使用了数字孪生技术，基于租赁和软件许可协议。

“我们在数字孪生技术方面的经验让我们在自己业务领域内的工作方式变得更为成熟和正规化——从设计和工程到测试、验证、培训、运营支持以及维护，”Thakker补充说。“我们学习了解地越多，给我们的客户带来的好处就越显而易见。”

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