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08
2022
-
06
數字孿生將成為礦業行業實現ESG的重要工具
作者：
達索系統公司品牌戰略與聯盟資深總監JeffHamilton稱，數字孿生技術利用軟件重構物理實體模型，幫助礦業企業處于可持續供應鏈的中心，實現對礦物從礦山至最終用途的追溯。
Hamilton表示，“數字孿生技術也可以幫助礦山經營者識別高能耗生產工藝，加快向可再生能源過渡。數字孿生對所有生產運營實現數字化極其重要，不僅可以讓用戶作出最佳的經濟決策，也在健康、安全和環境方面具有重要意義。最終的長遠目標是，從循環經濟的理念出發，保護在被開采的自然資源周圍現有的整個生態系統。”
據Hamilton稱，實現上述目標可以創造巨大的經濟價值。為了減少溫室氣體排放，利益相關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品或鐵礦石進行追溯。
數字孿生技術可以用于提高供應鏈的效率和減少供應鏈的碳排放，AVEVA公司礦業與金屬事業部工業專員MartinProvencher贊同這一觀點。他表示，“數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品在價值鏈的流動。在礦產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字孿生技術優化生產運營。雖然數字孿生技術的實施可以有各自獨特的模式，但是無論采礦方法如何，實施數字孿生技術的最終策略非常相似，該技術為礦山經營者提供的優勢也相似。礦業行業應用數字孿生技術，可以實現環境、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備的可靠性方面，該技術也有許多應用機會。應用數字孿生，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。通過利用數字孿生技術獲得的信息，礦山經營者有機會更密切地監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）直至最終產品的生產過程中，以及在產品從港口直至制造商和最終用戶的運輸過程中，我們都可以應用數字孿生技術。”
在2021年7月發布的標題為《凈零排放勞動力：采礦與金屬》的報告中，德勤指出礦業企業可以遠程應用數字孿生技術進行勘探、設備故障排除和項目規劃設計，同時不會對環境產生不利影響。應用數字孿生技術進行鑿巖和爆破設計以及對礦山服務年限計劃進行數字模擬，可以幫助礦山經營者改進資源預測、分配、監測和管理。該報告稱，這可以改進數據的管理，提高精確度和效率。創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決策能力。
2021年1月，達索系統公司與信息技術服務及咨詢企業埃森哲合作，編寫了《利用數字孿生加快提高可持續性績效》報告。該報告稱，數字孿生技術可以快速且大規模地促進可持續性和循環經濟。該報告預測，至2030年，數字孿生有可能總計新增1.3萬億美元的經濟價值，減排75億噸二氧化碳當量。另外，該報告稱，數字孿生技術可以加快產品上市時間，降低復雜項目的風險。該報告還指出，全球85%的電動汽車開發中應用了數字孿生技術，2020年全球電動汽車的市場規模為54億美元。
新冠肺炎疫情的影響
Provencher贊同上述觀點。關于這次疫情對創新的影響，Provencher表示，“新冠肺炎疫情提高了包括礦業企業在內的每家企業對數字技術的認識。遠程作業這樣的技術方案在過去并非優先選擇的方案，但是現在成為了許多礦業企業迫切需要的技術，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境進行協作，整個礦業行業的生產企業將越來越認識到數字孿生的價值。”
技術實施面臨的挑戰
2021年，利莫瑞克大學一篇題為《數字孿生：從起源到未來》的論文指出：數字孿生技術的真正潛力仍然“被隱藏在其未來形式的迷霧背后”。該論文稱，數字孿生將與物聯網、人工智能和大數據等其他智能技術平行發展。該論文也預測，在6年內，數字孿生在各類工業中的全球市場規模將增長58%，至2026年達到482億美元，其中新冠肺炎疫情將是一個關鍵的推動因素，因為更多的企業將考慮數字化。然而，該論文也提到，在實施數字孿生技術的過程中，仍存在很多的阻力，這些阻力可能與工程、技術或商務相關。另外，在數字孿生的定義方面也存在一些其他問題，也缺乏數據方面的國際規則和條例。該論文指出，在數字孿生技術的實施過程中，面臨的最大挑戰之一是實施成本高。另外，部署數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，但是數字孿生技術可以在各種規模的礦山實施，因此不會成為大型礦山的專屬技術。”當被問及如何在較小規模礦山部署數字孿生時，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，我們先考慮少數幾個問題，設立一個從成本的角度可以進行管理的項目，為該項目設定一系列可以增加價值的明確任務。”
Provencher也表示，“在實施數字孿生技術時，企業應采取一種逐步實施的策略。因此，企業首先要明確哪些生產作業對企業造成了阻礙或挑戰，例如高能耗或高溫室氣體排放的作業。數字孿生的實施取決于四個關鍵因素，即反映設備、工藝或運營狀況的高質量數據；設備未來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方法；基于數字孿生獲得行動決策依據的可視化方法。為了成功實現數字孿生的所有愿景，礦山經營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，從而滿足所有上述因素的要求。”
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