08
2022
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06
數(shù)字孿生將成為礦業(yè)行業(yè)實現(xiàn)ESG的重要工具
作者:
達索系統(tǒng)公司品牌戰(zhàn)略與聯(lián)盟資深總監(jiān)JeffHamilton稱,數(shù)字孿生技術(shù)利用軟件重構(gòu)物理實體模型,幫助礦業(yè)企業(yè)處于可持續(xù)供應鏈的中心,實現(xiàn)對礦物從礦山至最終用途的追溯。
Hamilton表示,“數(shù)字孿生技術(shù)也可以幫助礦山經(jīng)營者識別高能耗生產(chǎn)工藝,加快向可再生能源過渡。數(shù)字孿生對所有生產(chǎn)運營實現(xiàn)數(shù)字化極其重要,不僅可以讓用戶作出最佳的經(jīng)濟決策,也在健康、安全和環(huán)境方面具有重要意義。最終的長遠目標是,從循環(huán)經(jīng)濟的理念出發(fā),保護在被開采的自然資源周圍現(xiàn)有的整個生態(tài)系統(tǒng)。”
據(jù)Hamilton稱,實現(xiàn)上述目標可以創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟價值。為了減少溫室氣體排放,利益相關(guān)者可以采取許多措施,包括從礦山采場至選廠以及至其他應用或加工場地對特定礦產(chǎn)品或鐵礦石進行追溯。
數(shù)字孿生技術(shù)可以用于提高供應鏈的效率和減少供應鏈的碳排放,AVEVA公司礦業(yè)與金屬事業(yè)部工業(yè)專員MartinProvencher贊同這一觀點。他表示,“數(shù)字孿生的應用不限于礦山的工藝過程,也可以用于促進礦產(chǎn)品在價值鏈的流動。在礦產(chǎn)品從礦山至港口的整個過程中,有許多機會可以通過應用數(shù)字孿生技術(shù)優(yōu)化生產(chǎn)運營。雖然數(shù)字孿生技術(shù)的實施可以有各自獨特的模式,但是無論采礦方法如何,實施數(shù)字孿生技術(shù)的最終策略非常相似,該技術(shù)為礦山經(jīng)營者提供的優(yōu)勢也相似。礦業(yè)行業(yè)應用數(shù)字孿生技術(shù),可以實現(xiàn)環(huán)境、社會和公司治理目標,例如降低整個采礦工藝的能耗。在碎礦和磨礦工藝中以及在提高設(shè)備的可靠性方面,該技術(shù)也有許多應用機會。應用數(shù)字孿生,改進對工藝過程的模擬,可以減少工藝水、選礦藥劑和絮凝劑等各種易耗品的用量。通過利用數(shù)字孿生技術(shù)獲得的信息,礦山經(jīng)營者有機會更密切地監(jiān)測氮氧化物和二氧化碳的排放量,通過作出更知情的決策減少這些氣體的生成量。在上游原材料(包括選廠給礦)直至最終產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,以及在產(chǎn)品從港口直至制造商和最終用戶的運輸過程中,我們都可以應用數(shù)字孿生技術(shù)。”
在2021年7月發(fā)布的標題為《凈零排放勞動力:采礦與金屬》的報告中,德勤指出礦業(yè)企業(yè)可以遠程應用數(shù)字孿生技術(shù)進行勘探、設(shè)備故障排除和項目規(guī)劃設(shè)計,同時不會對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。應用數(shù)字孿生技術(shù)進行鑿巖和爆破設(shè)計以及對礦山服務年限計劃進行數(shù)字模擬,可以幫助礦山經(jīng)營者改進資源預測、分配、監(jiān)測和管理。該報告稱,這可以改進數(shù)據(jù)的管理,提高精確度和效率。創(chuàng)建數(shù)字孿生和虛擬模型以及制定工作計劃需要一系列新的和獨特的能力,包括批判性思維能力、數(shù)據(jù)可視化能力和基于預測分析的主動決策能力。
2021年1月,達索系統(tǒng)公司與信息技術(shù)服務及咨詢企業(yè)埃森哲合作,編寫了《利用數(shù)字孿生加快提高可持續(xù)性績效》報告。該報告稱,數(shù)字孿生技術(shù)可以快速且大規(guī)模地促進可持續(xù)性和循環(huán)經(jīng)濟。該報告預測,至2030年,數(shù)字孿生有可能總計新增1.3萬億美元的經(jīng)濟價值,減排75億噸二氧化碳當量。另外,該報告稱,數(shù)字孿生技術(shù)可以加快產(chǎn)品上市時間,降低復雜項目的風險。該報告還指出,全球85%的電動汽車開發(fā)中應用了數(shù)字孿生技術(shù),2020年全球電動汽車的市場規(guī)模為54億美元。
新冠肺炎疫情的影響
Provencher贊同上述觀點。關(guān)于這次疫情對創(chuàng)新的影響,Provencher表示,“新冠肺炎疫情提高了包括礦業(yè)企業(yè)在內(nèi)的每家企業(yè)對數(shù)字技術(shù)的認識。遠程作業(yè)這樣的技術(shù)方案在過去并非優(yōu)先選擇的方案,但是現(xiàn)在成為了許多礦業(yè)企業(yè)迫切需要的技術(shù),部分原因是工作人員不得不選擇遠程工作。隨著工作人員越來越熟練地進行遠程工作和在虛擬環(huán)境進行協(xié)作,整個礦業(yè)行業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)將越來越認識到數(shù)字孿生的價值。”
技術(shù)實施面臨的挑戰(zhàn)
2021年,利莫瑞克大學一篇題為《數(shù)字孿生:從起源到未來》的論文指出:數(shù)字孿生技術(shù)的真正潛力仍然“被隱藏在其未來形式的迷霧背后”。該論文稱,數(shù)字孿生將與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數(shù)據(jù)等其他智能技術(shù)平行發(fā)展。該論文也預測,在6年內(nèi),數(shù)字孿生在各類工業(yè)中的全球市場規(guī)模將增長58%,至2026年達到482億美元,其中新冠肺炎疫情將是一個關(guān)鍵的推動因素,因為更多的企業(yè)將考慮數(shù)字化。然而,該論文也提到,在實施數(shù)字孿生技術(shù)的過程中,仍存在很多的阻力,這些阻力可能與工程、技術(shù)或商務相關(guān)。另外,在數(shù)字孿生的定義方面也存在一些其他問題,也缺乏數(shù)據(jù)方面的國際規(guī)則和條例。該論文指出,在數(shù)字孿生技術(shù)的實施過程中,面臨的最大挑戰(zhàn)之一是實施成本高。另外,部署數(shù)字孿生是一項費時和費力的工作,這使其成為了一項昂貴的投資。
Hamilton認為,“盡管成本可能高,但是數(shù)字孿生技術(shù)可以在各種規(guī)模的礦山實施,因此不會成為大型礦山的專屬技術(shù)。”當被問及如何在較小規(guī)模礦山部署數(shù)字孿生時,Hamilton表示,“我可能首先詢問你必須解決什么問題。我可能會問能增加什么價值。例如,我們先考慮少數(shù)幾個問題,設(shè)立一個從成本的角度可以進行管理的項目,為該項目設(shè)定一系列可以增加價值的明確任務。”
Provencher也表示,“在實施數(shù)字孿生技術(shù)時,企業(yè)應采取一種逐步實施的策略。因此,企業(yè)首先要明確哪些生產(chǎn)作業(yè)對企業(yè)造成了阻礙或挑戰(zhàn),例如高能耗或高溫室氣體排放的作業(yè)。數(shù)字孿生的實施取決于四個關(guān)鍵因素,即反映設(shè)備、工藝或運營狀況的高質(zhì)量數(shù)據(jù);設(shè)備未來狀況預測模型的準確性;基于新數(shù)據(jù)更新數(shù)字孿生的綜合性閉環(huán)方法;基于數(shù)字孿生獲得行動決策依據(jù)的可視化方法。為了成功實現(xiàn)數(shù)字孿生的所有愿景,礦山經(jīng)營者需要一種綜合性的數(shù)據(jù)管理策略以及必要的應用和可視化平臺,從而滿足所有上述因素的要求。”
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