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08
2022
-
06
數字孿生將成為礦業(yè)行業(yè)實(shí)現ESG的重要工具
作者：
達索系統公司品牌戰略與聯(lián)盟資深總監JeffHamilton稱(chēng)，數字孿生技術(shù)利用軟件重構物理實(shí)體模型，幫助礦業(yè)企業(yè)處于可持續供應鏈的中心，實(shí)現對礦物從礦山至最終用途的追溯。
Hamilton表示，“數字孿生技術(shù)也可以幫助礦山經(jīng)營(yíng)者識別高能耗生產(chǎn)工藝，加快向可再生能源過(guò)渡。數字孿生對所有生產(chǎn)運營(yíng)實(shí)現數字化極其重要，不僅可以讓用戶(hù)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(cháng)遠目標是，從循環(huán)經(jīng)濟的理念出發(fā)，保護在被開(kāi)采的自然資源周?chē)F有的整個(gè)生態(tài)系統。”
據Hamilton稱(chēng)，實(shí)現上述目標可以創(chuàng )造巨大的經(jīng)濟價(jià)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(chǎng)至選廠(chǎng)以及至其他應用或加工場(chǎng)地對特定礦產(chǎn)品或鐵礦石進(jìn)行追溯。
數字孿生技術(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(zhuān)員MartinProvencher贊同這一觀(guān)點(diǎn)。他表示，“數字孿生的應用不限于礦山的工藝過(guò)程，也可以用于促進(jìn)礦產(chǎn)品在價(jià)值鏈的流動(dòng)。在礦產(chǎn)品從礦山至港口的整個(gè)過(guò)程中，有許多機會(huì )可以通過(guò)應用數字孿生技術(shù)優(yōu)化生產(chǎn)運營(yíng)。雖然數字孿生技術(shù)的實(shí)施可以有各自獨特的模式，但是無(wú)論采礦方法如何，實(shí)施數字孿生技術(shù)的最終策略非常相似，該技術(shù)為礦山經(jīng)營(yíng)者提供的優(yōu)勢也相似。礦業(yè)行業(yè)應用數字孿生技術(shù)，可以實(shí)現環(huán)境、社會(huì )和公司治理目標，例如降低整個(gè)采礦工藝的能耗。在碎礦和磨礦工藝中以及在提高設備的可靠性方面，該技術(shù)也有許多應用機會(huì )。應用數字孿生，改進(jìn)對工藝過(guò)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(guò)利用數字孿生技術(shù)獲得的信息，礦山經(jīng)營(yíng)者有機會(huì )更密切地監測氮氧化物和二氧化碳的排放量，通過(guò)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(chǎng)給礦）直至最終產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，以及在產(chǎn)品從港口直至制造商和最終用戶(hù)的運輸過(guò)程中，我們都可以應用數字孿生技術(shù)。”
在2021年7月發(fā)布的標題為《凈零排放勞動(dòng)力：采礦與金屬》的報告中，德勤指出礦業(yè)企業(yè)可以遠程應用數字孿生技術(shù)進(jìn)行勘探、設備故障排除和項目規劃設計，同時(shí)不會(huì )對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。應用數字孿生技術(shù)進(jìn)行鑿巖和爆破設計以及對礦山服務(wù)年限計劃進(jìn)行數字模擬，可以幫助礦山經(jīng)營(yíng)者改進(jìn)資源預測、分配、監測和管理。該報告稱(chēng)，這可以改進(jìn)數據的管理，提高精確度和效率。創(chuàng )建數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、數據可視化能力和基于預測分析的主動(dòng)決策能力。
2021年1月，達索系統公司與信息技術(shù)服務(wù)及咨詢(xún)企業(yè)埃森哲合作，編寫(xiě)了《利用數字孿生加快提高可持續性績(jì)效》報告。該報告稱(chēng)，數字孿生技術(shù)可以快速且大規模地促進(jìn)可持續性和循環(huán)經(jīng)濟。該報告預測，至2030年，數字孿生有可能總計新增1.3萬(wàn)億美元的經(jīng)濟價(jià)值，減排75億噸二氧化碳當量。另外，該報告稱(chēng)，數字孿生技術(shù)可以加快產(chǎn)品上市時(shí)間，降低復雜項目的風(fēng)險。該報告還指出，全球85%的電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)中應用了數字孿生技術(shù)，2020年全球電動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)規模為54億美元。
新冠肺炎疫情的影響
Provencher贊同上述觀(guān)點(diǎn)。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)在內的每家企業(yè)對數字技術(shù)的認識。遠程作業(yè)這樣的技術(shù)方案在過(guò)去并非優(yōu)先選擇的方案，但是現在成為了許多礦業(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(zhù)工作人員越來(lái)越熟練地進(jìn)行遠程工作和在虛擬環(huán)境進(jìn)行協(xié)作，整個(gè)礦業(yè)行業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)將越來(lái)越認識到數字孿生的價(jià)值。”
技術(shù)實(shí)施面臨的挑戰
2021年，利莫瑞克大學(xué)一篇題為《數字孿生：從起源到未來(lái)》的論文指出：數字孿生技術(shù)的真正潛力仍然“被隱藏在其未來(lái)形式的迷霧背后”。該論文稱(chēng)，數字孿生將與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數據等其他智能技術(shù)平行發(fā)展。該論文也預測，在6年內，數字孿生在各類(lèi)工業(yè)中的全球市場(chǎng)規模將增長(cháng)58%，至2026年達到482億美元，其中新冠肺炎疫情將是一個(gè)關(guān)鍵的推動(dòng)因素，因為更多的企業(yè)將考慮數字化。然而，該論文也提到，在實(shí)施數字孿生技術(shù)的過(guò)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(wù)相關(guān)。另外，在數字孿生的定義方面也存在一些其他問(wèn)題，也缺乏數據方面的國際規則和條例。該論文指出，在數字孿生技術(shù)的實(shí)施過(guò)程中，面臨的最大挑戰之一是實(shí)施成本高。另外，部署數字孿生是一項費時(shí)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，但是數字孿生技術(shù)可以在各種規模的礦山實(shí)施，因此不會(huì )成為大型礦山的專(zhuān)屬技術(shù)。”當被問(wèn)及如何在較小規模礦山部署數字孿生時(shí)，Hamilton表示，“我可能首先詢(xún)問(wèn)你必須解決什么問(wèn)題。我可能會(huì )問(wèn)能增加什么價(jià)值。例如，我們先考慮少數幾個(gè)問(wèn)題，設立一個(gè)從成本的角度可以進(jìn)行管理的項目，為該項目設定一系列可以增加價(jià)值的明確任務(wù)。”
Provencher也表示，“在實(shí)施數字孿生技術(shù)時(shí)，企業(yè)應采取一種逐步實(shí)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，例如高能耗或高溫室氣體排放的作業(yè)。數字孿生的實(shí)施取決于四個(gè)關(guān)鍵因素，即反映設備、工藝或運營(yíng)狀況的高質(zhì)量數據；設備未來(lái)狀況預測模型的準確性；基于新數據更新數字孿生的綜合性閉環(huán)方法；基于數字孿生獲得行動(dòng)決策依據的可視化方法。為了成功實(shí)現數字孿生的所有愿景，礦山經(jīng)營(yíng)者需要一種綜合性的數據管理策略以及必要的應用和可視化平臺，從而滿(mǎn)足所有上述因素的要求。”
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