يشرح ستيفن رينولدز، رئيس قسم الكيماويات في شركة AVEVA، كيف يساعد التوأم الرقمي، الذي يكرر أصول الشركة في السحابة، في تصميم عمليات ومصانع منخفضة الكربون.
في العقود الأخيرة، تم استخدام التكنولوجيا الرقمية بنجاح لتحسين عمليات المصانع، وزيادة الإنتاج، أو خفض التكاليف. ولكن اليوم، يمكن أن تذهب البرامج المثبتة ميدانياً إلى أبعد من ذلك بكثير – مما يسمح لك بتحسين عملك بشكل جذري مع حساب انبعاثات غازات الدفيئة وتقليل استهلاك الطاقة، وبالتالي معالجة انبعاثات النطاق 1 و 2 و 3.
- يغطي النطاق 1 الانبعاثات من المصادر التي تمتلكها المؤسسة مباشرة – على سبيل المثال من حرق الوقود في فرن التكسير.
- النطاق 2 هو الانبعاثات التي تسببها الشركة بشكل غير مباشر عندما يتم إنتاج الطاقة التي تشتريها وتستخدمها. على سبيل المثال، الانبعاثات الناتجة عن توليد الطاقة الكهربائية المستخدمة لتشغيل المحطة الصناعية.
- يغطي نطاق 3 الانبعاثات التي لا تنتجها الشركة نفسها، ولكن التي هي مسؤولة بشكل غير مباشر عنها.
بقدر ما يمكن أن يكون رصد انبعاثات غازات الدفيئة والحد منها معقداً، يمكنك أن تبدأ بشيء بسيط وأن تحصل على بعض النتائج الفورية. على سبيل المثال، باستخدام التكنولوجيا الرقمية لكسر صوامع المعلومات، من الممكن إخفاء بيانات المصنع الخام في معلومات سياقية لتمكين الحساب السريع لانبعاثات غازات الدفيئة واستهلاك الطاقة وكثافة الكربون وتحقيق بعض المكاسب السريعة.
ومن خلال شراكة البيانات مع التطبيقات المتقدمة المختلفة، يمكن تمكين الهندسة الرقمية والعمليات لتحويل كفاءة المصنع بشكل إيجابي وتحويل تلك المكاسب السريعة الأولية لفوائد كبيرة على المدى المتوسط والطويل، والاستفادة من قوة التوأم الرقمي.
تتيح استراتيجية الرقمنة تعزيز العمليات وزيادة موثوقية الأصول والمرافق المستقبلية. فالتوأم الرقمي، الذي يكرر أصول شركتك في السحابة، يمكّنك من اتخاذ قرارات مستنيرة حول أفضل طريقة لتحسين هندسة وتصميم العمليات والنباتات منخفضة الكربون.
ويتم في النهاية تمكين شركتك من وضع البيانات في سياقها بدقة للمساعدة في تعديل البصمة الكربونية لمصنعك وإدارة تعويضات الكربون والائتمانات الآن وفي المستقبل.
تقوم مجموعة Lifecycle Digital Twin التقنية بتشغيل مصنعك في السحابة، وتحويل جميع بياناتها الأولية إلى معلومات قيمة لتحفيز الذكاء الكربوني. إن الجمع بين البيانات التي يتم إدخالها في النماذج والتحليلات التي يتم عرضها من خلال أنظمة الخدمة الذاتية البسيطة، يسمح لشركتك بتحسين نقاط الضبط التشغيلية وأتمتة اختيارات مصدر الطاقة، مما يقلل من الانبعاثات واستهلاك الطاقة.
الخطوة الأولى هي بالتأكيد وجود رؤية للبصمة الكربونية.
التوأم الرقمي للعمليات
يدير التوأم الرقمي عملية موازية لمصنعك في البيئة الرقمية. فعندما يتم دمجه مع البيانات التشغيلية في الوقت الحقيقي، فإنه يتنبأ بالسلوك بدقة من خلال النماذج الأساسية الأولى والذكاء الاصطناعي. ثم تعطي هذه الرؤى فرقك فكرةً عن طرق تحسين العمليات.
النهج المحتمل هو إدارة الطاقة والانبعاثات من خلال النمذجة الصارمة لحساب إمكانات خفض الانبعاثات الخاصة بك لتحقيق الاستقرار وتحسين العمليات. تُعلم “إمكانات التخفيض” فرقك بالفجوة الحقيقية القابلة للتنفيذ التي يمكن معالجتها والحدود التي يمكن الوصول إليها.
فتحسين مزيج الطاقة لتعظيم استخدامك للطاقة النظيفة أمر مرغوب فيه ولكن ليس كل مصنع لديه هذا الخيار. وإذا كان مصنعك يتمتع بهذه المرونة، فيمكنك استخدام نماذج التحسين لزيادة استخدام الطاقة النظيفة تلقائياً اعتماداً على ظروف تشغيل المصنع. فإدارة الانبعاثات الأولية والنهائية ليست مهمة سهلة.
تحسين الموثوقية
الخطوة التالية هي تحسين موثوقية الأصول لتقليل الرحلات. تولد العديد من العمليات الصناعية المزيد من انبعاثات غازات الدفيئة أثناء إجراءات بدء التشغيل وإيقاف التشغيل، ناهيك عن الحوادث، لذا فإن تقليل وقت التوقف غير المخطط له أو القضاء عليه أمر بالغ الأهمية لإبقاء بصمتك الكربونية تحت السيطرة.
تمكنك نماذج الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي من إطلاق الإنذار المبكر الذي يمكن أن يدفع موظفيك إلى التصرف في الوقت المناسب لمنع الإغلاق والحوادث غير المخطط لها. ولاتخاذ خطوة أبعد من ذلك، يمكنك إضافة استنتاجات من نماذج صارمة وحساب القاعدة، وتقدير العمر المفيد المتبقي، وإضافة دقة التنبؤات وتوقع الإخطارات أبعد من ذلك. فهذا النهج جنبا إلى جنب مع تحسين استراتيجية الأصول يمكن أن يضمن أقصى قدر من الموثوقية بأقل التكاليف.
مصانع التعديل
لتكون قادراً على مواجهة تحديات البصمة الكربونية الخاصة بك، سوف تحتاج إلى تسريع المشاريع من المفهوم إلى إنتاج الطاقة الكاملة. بالنسبة لمراحل الهندسة والبناء، ترى الشركات التي تتبنى نهجاً يركز على البيانات مع محاكاة صارمة لدورة الحياة أفضل النتائج. يسمح النهج الموحد للمهندسين بتقييم مئات السيناريوهات بسرعة وتحسين تصميم المشروع وفقاً لأهدافك.
وتتيح لك أحدث التقنيات تقليل مخاطر المشروع وضمان تسليم المصنع الخاص بك وفقاً للميزانية والجدول الزمني مع التسليم الفعال للعمليات. هذا جانب حاسم لتعظيم عائد استثماراتك في التكنولوجيا الرقمية.
وإذا كان لديك وصول موثوق إلى بيانات المصنع وقدرات النمذجة الفعالة، فيجب أن تكون قادراً أيضاً على تحديد ما إذا كانت هناك حاجة إلى ترقية إدارة انبعاثات غازات الدفيئة واستخدام الطاقة. لذلك يمكن استخدام النهج الموحد لمشاريع الحقول الخضراء والبنية.
ومن خلال الجمع بين عملياتك وبياناتك الهندسية، ستتمكن من تقييم خيارات ترقية أصولك لتقليل انبعاثات غازات الدفيئة بشكل أكبر، أو أن تكون قادراً على دمج المرونة في مزيج الطاقة حتى يمكن زيادة استخدام الطاقة النظيفة إلى أقصى حد.
عليك التأكد من أنه يمكنك توسيع فوائد استثمارك الرقمي في المرحلة الهندسية من خلال ضمان تسليم التوأم الرقمي بشكل صحيح إلى العمليات. وعندما يمكن توصيل البيانات التي يتم تسليمها في نهاية المشروع بالبيانات التشغيلية في الوقت الفعلي، يمكن استخدامها لتوجيه المزيد من التحسينات على عمليات المصنع وصيانته.
تكافح الشركات للوصول إلى البيانات ذات الصلة الموجودة، وجعلها ذات مغزى للمستخدمين خارج العمليات.
توسيع فوائد التوأم الرقمي عبر سلسلة القيمة
ربما يكون التحدي الأكبر الذي ستواجهه الشركات الصناعية هو معالجة انبعاثات النطاق 3. إن إدارة الانبعاثات الأولية والنهائية ليست مهمة سهلة.
في الوقت الحالي، تكافح الشركات للوصول إلى جميع البيانات ذات الصلة الموجودة، وتجميعها لرؤية الصورة الأكبر، وجعلها ذات مغزى للمستخدمين خارج العمليات. وقد تكون مشاركة البيانات مع الزملاء والشركاء الموثوق بهم مكلفة وتستغرق وقتاً طويلاً.
الخطوة الأولى هي بالتأكيد وجود رؤية للبصمة الكربونية. يمكن أن تكون مشاركة البيانات عبر نظامك الإيكولوجي مفيدة لشركتك للموردين والعملاء والشركاء. ففقط بالرؤية الكاملة يمكن للشركات تحديد الحاجة إلى شراء أرصدة الكربون وكذلك خيارات سلبية الكربون.
يمكن معالجة ذلك من خلال حل سحابة مدارة بالكامل يمكّن الخبراء ذوي المعرفة الذين يمكنهم إثراء تدفقات البيانات بالبيانات الوصفية والسياق لمساعدة المستخدمين الآخرين على فهم البيانات وفهمها. من هذا، من الممكن إنشاء تخطيط رئيسي لتطوير خارطة طريق لصافي الصفر. إن استخدام البيانات لاتخاذ قرارات أفضل أصبح وظيفة أساسية للأعمال والمجتمع بشكل متزايد. تساعدنا البيانات بشكل متزايد في حل المشكلات المعقدة مثل إدارة الموارد وتحسينها لمعالجة انبعاثات النطاق 3.
بالإضافة إلى إدارة بيانات سلسلة القيمة الخاصة بك، ستكون هناك حاجة إلى مشاريع CAPEX لبناء البنية التحتية الحيوية لدعم احتجاز الكربون والتخزين تحت الأرض، CCUS ، وإنتاج الهيدروجين الأخضر واستخدامه والاقتصاد الدائري. في هذه الحالة، تكون قيمة النهج الرقمي أعلى حيث يلزم المزيد من المرونة والتعاون بين أصحاب المصلحة المتعددين.
يمكن أن تكون مشاركة البيانات عبر نظامك الإيكولوجي مفيدة لشركتك للموردين والعملاء والشركاء.
تمكين القوى العاملة المتصلة
وأخيرا، يتعين علينا أن نتذكر أن أياً من هذا غير ممكن من دون تمكين القوى العاملة على النحو الواجب. من خلال تمكين فرقنا رقمياً، سوف يتعلمون بشكل أسرع، ويعملون بشكل أكثر ذكاءً، وبالتالي لديهم رؤى أكبر، مما يؤدي إلى إنتاجية أفضل وتوازن أفضل بين العمل والحياة.
التكنولوجيا الرقمية هي العامل التمكيني الأول للمهندسين في المكتب، والمشغلين في غرفة التحكم، والعاملين الميدانيين في أرضية المصنع، وفي أي وقت وفي أي مكان، وبالطبع، فريق القيادة الذي يتطلب رؤية عميقة 360 درجة في المؤسسة.
تعد التطبيقات القائمة على السحابة والتطبيقات القائمة على الذكاء الاصطناعي ضرورية لتمكين القوى العاملة وجذب المواهب والاحتفاظ بها في البيئة الصناعية. وسيعمل التوأم الرقمي في المستقبل على تمكين العمل على بعد منخفض الكربون، وأساليب العمل الآمنة والمنتجة، ورؤى الكربون في الوقت الحقيقي، وصنع القرار المعزز لتحسين بصمات الكربون.
