Qatium
Creșterea populațiilor orașelor, consumul ridicat de resurse, infrastructura îmbătrânită, schimbările climatice, sistemele complexe de distribuție a apei – acestea sunt doar câteva probleme care îi obligă pe cei din managementul orașului să-și regândească eforturile de sustenabilitate și eficiență. La baza fiecăreia se află problema gestionării apei curate și modul în care utilitățile de apă pot fi împuternicite să ia decizii în cunoștință de cauză în fața problemelor combinate. Răspunsul este următorul: utilitățile de apă trebuie să îmbunătățească gestionarea sistemelor de distribuție a apei prin adoptarea unor instrumente avansate care combină colectarea datelor senzorilor în timp real, analize avansate și capabilități bazate pe modele pentru a simula scenarii „ce-ar fi dacă”. Și, prin îndeplinirea tuturor acestor funcții, exact acolo se încadrează în imagine Gemenii Digitali pentru Utilități de Apă.
Ce este un geamăn digital?
În 2003, Dr. Michael Grieves a introdus gemenii digitali ca reprezentări digitale ale produselor fizice pentru a ajuta la optimizarea ciclului de viață al unui produs, în special procesul său de proiectare și fabricație și întreținerea ulterioară în timpul duratei sale de viață. Potrivit lui Grieves, orice model Digital Twin trebuie să conțină trei părți principale:
- Active fizice.
- Un model virtual al activelor fizice.
- Conexiunile de date și informații care leagă spațiile virtuale și reale împreună.
De atunci, mulți alți cercetători s-au extins asupra definiției, fundațiilor și tehnologiilor cheie implicate în construirea unui Geamăn Digital, inclusiv:
- Modelare: Modelele fizice și virtuale trebuie să descrie principalele caracteristici ale sistemului.
- Conexiune: Sistemele fizice și virtuale ar trebui să fie conectate în mod constant. Acest concept include transmiterea datelor, conversia, stocarea, protecția etc.
- Analiza avansată a datelor: Pentru a obține informații dintr-un set de date, acestea trebuie să fie preprocesate (curățate și filtrate) și exploatate atât de analiza datelor, cât și de algoritmii inteligenței artificiale (AI).
- Interacțiune și servicii: Pentru a optimiza sau adapta procesele sistemului în funcție de schimbările externe, Digital Twin ar trebui să poată sugera setări operaționale optime odată ce acestea au fost validate prin simulări.
Digital Twin — un model virtual al activului fizic
Gemeni digitali pentru utilități de apă: cum pot rezolva provocările cu care se confruntă industria?
Într-un context de management al orașului, în special în ceea ce privește sistemul de alimentare cu apă potabilă, modelele hidraulice au devenit în timp mai pertinente și sunt utilizate în mod obișnuit de utilitățile de apă pentru a lua decizii mai precise. Gemenii digitali ajută utilitățile de apă nu numai să înțeleagă mai bine performanțele trecute și actuale ale sistemelor lor de apă, ci și să prezică și să optimizeze performanțele viitoare. Ele pot simula, de asemenea, orice schimbări potențiale și impactul lor în lumea virtuală înainte ca acestea să apară în lumea fizică. Acest nivel de virtualizare limitează riscul pentru operațiunile din lumea reală, ajută utilitățile să ia decizii rapide, bazate pe date și le ajută să răspundă în cel mai bun mod la crize și alte scenarii de tip „ce s-ar întâmpla dacă”. Având în vedere amploarea provocării – și anume creșterea exponențială a populației, deficitul de resurse și infrastructura îmbătrânită – sistemele tradiționale de distribuție a apei au devenit din ce în ce mai complexe și greu de gestionat. Prin urmare, Gemenii Digitali sunt utilizați cu mai multă frecvență în cadrul sistemelor de distribuție a apei pentru a îmbunătăți probleme cum ar fi:
- Gestionarea activelor
- Localizarea scurgerilor
- Optimizarea operațiunilor de sistem
- Eficiența energetică
- Calitatea apei
- Planificarea operațiunilor de întreținere
- Răspuns timpuriu la situații de urgență
Pe scurt, se preconizează că modelul Digital Twin va fi în curând un sistem de sprijin esențial pentru aproape toate tipurile de luare a deciziilor din industrie. Am discutat despre călătoria gemenilor digitali pentru utilitățile de apă cu experții din industrie în podcastul nostru video, Qtalks. Punctul central al episodului a fost evoluția lor și modurile în care acest lucru ar putea fi accelerat.
Cum arată Gemenii Digitali în acțiune?
Configurarea unui geamăn digital poate fi un proces de lungă durată, cu costuri ridicate. Mai jos sunt doar câteva exemple ale modului în care Gemenii Digitali sunt deja aplicați în cadrul funcționării și gestionării sistemelor reale de distribuție a apei.
Extensia EPANET-RTX
Agenția pentru Protecția Mediului din Statele Unite (EPA) și Universitatea din Cincinnati au creat extensia EPANET-RTX, un cadru de modelare hidraulică în timp real bazat pe motorul EPANET. Aplicația, care conectează un model hidraulic cu date de teren în timp real, a fost creată pentru a ajuta la înțelegerea comportamentului hidraulic și de calitate a apei al sistemelor de distribuție a apei și pentru a explora potențialul modelelor hidraulice în reprezentarea sistemelor reale. Capacitățile sale au fost testate cu succes pe teren pentru un studiu de caz al districtului de apă din nordul Kentucky.
WaterBox: Un pat de testare la scară mică
WaterBox, un banc de testare la scară mică, a permis simularea monitorizării avansate și a scenariilor multiple de eșec și anomalie, cum ar fi spargerea conductelor sau probleme de comunicare, într-un mediu sigur. Această abordare a permis rularea în timp real a algoritmilor de control (hrăniți din datele senzorilor) și a avut ca scop optimizarea energiei, controlul automat și comunicarea bazată pe evenimente.
Qatium: Un geamăn digital eficient din punct de vedere al costurilor
Qatium oferă o soluție rentabilă Digital Twin for Water Utilities, care maximizează utilizarea soluțiilor tehnologice existente și a surselor de date. Soluția include utilizarea de înregistratoare de date deținute de City care oferă un flux live de date printr-un tablou de bord web existent și un link către istoricul SCADA. Un model hidraulic poate fi generat doar pe baza datelor GIS deschise, iar legăturile dintre sistemul de monitorizare a hidranților și model au fost activate printr-un strat API. Qatium permite, de asemenea, utilizatorilor să-și importe rețelele cu ajutorul unui asistent bazat pe IA care îi ghidează prin proces, oferind informații și sugestii pentru posibile îmbunătățiri pe măsură ce modelul este construit automat.
Dacă sunteți interesat să puneți în practică un Digital Twin, încercați Qatium. Este gratuit să vă creați un cont și să începeți să rezolvați provocările prezentate mai sus.
Gemenii digitali permit luarea deciziilor bazate pe date
Digital Twins reprezintă o nouă metodă de îmbunătățire a gestionării sistemelor de distribuție a apei, permițând utilităților de apă să simuleze și să prezică scenarii, să analizeze performanța și starea activelor și să testeze scenariile virtual pentru a le aborda eficient în lumea reală. În viitor, gemenii digitali vor fi esențiali pentru luarea deciziilor și vor face parte integrantă din industria apei prin îmbunătățirea operațiunilor sistemului de apă, reducerea cheltuielilor operaționale, reducerea impactului asupra mediului și asigurarea securității apei.
