چگونه دوقلوهای دیجیتالی نسل سوم با هوش مصنوعی می توانند در مصرف انرژی صرفه جویی کنند

تورم به بالاترین میزان خود در سال‌های اخیر رسیده است و نتیجه این است که همه چیز – به ویژه انرژی – گران‌تر است. هزینه‌های انرژی در اوج همه‌گیری کووید-19 کم بود، بنابراین استفاده کارآمدتر از منابع به یک مسئله مهم تبدیل شد. اما این تغییر کرده است. دولت‌های غربی باید با یک نتیجه جدید و بسیار گران‌تر کنار بیایند – به‌ویژه اکنون که آمریکای شمالی و اروپا وارد زمستانی سرد و تاریک می‌شوند.

و در حالی که دولت‌ها تعدادی برنامه بلندمدت را برای اطمینان از تامین انرژی قابل اعتماد اتخاذ کرده‌اند، تامین‌کنندگان انرژی به راه‌حل‌های فوری‌تری نیاز دارند که آنها را قادر می‌سازد تا حد ممکن از تامین قوی و پایدار اطمینان حاصل کنند.

دوقلوهای دیجیتالی نسل سوم را وارد کنید

یکی از روش‌های مهمی که شرکت‌ها برای کاهش استفاده از منابع و هدررفت استفاده می‌کنند، فناوری دوقلوی دیجیتال است: سیستم‌های هوش مصنوعی پیشرفته (AI) که مدل‌های واضحی را ارائه می‌دهند که می‌تواند به روشن ماندن چراغ‌ها و روشن ماندن سیستم‌های گرمایشی کمک کند. اما دوقلوهای دیجیتال هزینه قابل توجهی دارند و برای اثربخشی به فناوری‌ها و متخصصان زیادی نیاز دارند.

>>موضوع ویژه ما را از دست ندهید: دستور کار CIO: نقشه راه 2023 برای رهبران فناوری اطلاعات.<<

دوقلوهای دیجیتالی نسل سوم را وارد کنید: سیستم‌هایی که بهترین راه‌ها را برای کاهش استفاده از منابع تعیین می‌کنند، اما می‌توانند توسط کارکنان شرکت از طریق یک رابط کنترل استاندارد بدون نیاز به یافتن و استخدام کارشناسان هوش مصنوعی، اداره و کنترل شوند. این دوقلوهای دیجیتال پیشرفته تمام داده‌های موجود را جمع‌آوری می‌کنند و کاربران را قادر می‌سازند تا سناریوهای «چه می‌شد اگر» را توسعه دهند. به عنوان مثال، در تولید انرژی، آنها می توانند تعیین کنند که چگونه نیروگاه ها می توانند ایمن تر و با کیفیت بالاتر کار کنند. سریعتر و ارزان تر باشد؛ و از انرژی و منابع به نحو احسن استفاده کنیم.

شرکت‌های انرژی مدت‌هاست که از فناوری پایه دیجیتال دوقلو استقبال کرده‌اند. یک مدل مجازی از تمام بخش‌های عامل در یک سیستم، بینشی در مورد نحوه کار سیستم‌های مختلف با هم و مکان‌هایی که مشکلات احتمالی مانند نشت یا استفاده ناکارآمد وجود دارد، ارائه می‌کند. با استفاده از این بینش ها، کارکنان می توانند عملیات را برای جلوگیری از مشکلات یا به حداکثر رساندن تولید و کارایی، صرفه جویی در مشتریان خود و کاهش منابع برای نیازهای تولید خود تنظیم کنند.

دوقلوهای دیجیتال همچنین می توانند با پیش بینی مشکلات احتمالی ناشی از خرابی تجهیزات به شرکت های انرژی در صرفه جویی در هزینه کمک کنند. با بررسی دقیق رابطه بین اجزا، سیستم ها می توانند تعیین کنند که آیا نوساناتی در مصرف برق، تولید یا هر جنبه دیگری از سیستم وجود دارد یا خیر و به کارکنان در مورد مشکلات احتمالی هشدار دهند.

پیشرفت توانایی های دوقلوی دیجیتال

دوقلوهای دیجیتال کنونی بر اساس مدل ریاضی اصول اول هستند که قوانین فیزیک – مانند خواص مواد و رابطه بین آنها – را برای درک و ارائه کنترل‌های یک فرآیند اعمال می‌کند.

برای مثال، در تولید انرژی، این امر مستلزم آوردن داده‌ها از همه منابع و ارزیابی چگونگی تأثیر تغییرات دنیای واقعی بر فرآیند است، که اساساً تمام جنبه‌های تولید را پوشش می‌دهد و مدیران را قادر می‌سازد تا بهترین نحوه استقرار منابع را تعیین کنند. به گفته کارشناسان صنعت، شرکت های انرژی که از دوقلوهای دیجیتال استفاده کرده اند، قابلیت اطمینان عملیات را تا 99 درصد افزایش داده اند. صرفه جویی 40٪ در تعمیر و نگهداری. و با جلوگیری از خرابی هزینه ها را 11 میلیون دلار کاهش داد.

دوقلوهای دیجیتالی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند، در واقع افزایش زیادی در کارایی و قابلیت اطمینان ایجاد می کنند، اما قیمتی دارند. سیستم‌هایی برای ارائه مدل‌هایی که خود را بر اساس داده‌ها به‌روزرسانی می‌کنند، مستلزم ده‌ها فناوری هستند – که بیشتر آنها باید با هزینه‌های زیاد مجوز دریافت کنند. و باید توسط افرادی با دانش عمیق از سیستم های هوش مصنوعی اداره شود – منبعی که خود بسیار کم است.

علی‌رغم همه این‌ها، بسیاری از شرکت‌ها شروع به استفاده از دوقلوهای دیجیتالی کرده‌اند، و به احتمال زیاد در سال‌های آینده بسیاری دیگر این کار را انجام خواهند داد، زیرا نیاز به کاهش استفاده از منابع بیشتر می‌شود. اما در حالی که فناوری‌های دوقلوی دیجیتالی که اکثر شرکت‌ها استفاده می‌کنند مطمئناً ضایعات را کاهش می‌دهند و استفاده از منابع را به حداکثر می‌رسانند، هزینه‌ها را کاهش نمی‌دهند.

فناوری‌هایی که باید مجوز داشته باشند و دستمزدهای بالا به متخصصان هوش مصنوعی باید پرداخت شود، تضمین می‌کند که اگرچه احتمالاً قدرت بیشتری در دسترس است، اما گران‌تر خواهد بود. و شرکت‌های برق کوچک‌تری که نمی‌توانند از عهده این هزینه‌ها برآیند، یا به حوزه‌هایی خدمت می‌کنند که هزینه‌های برق توسط تنظیم‌کننده‌ها محدود شده است، ممکن است نتوانند به هر قیمتی از فناوری دوقلو دیجیتال بهره ببرند.

تضمین جریان ثابت قدرت

راه حل برای این ابزارها – و به طور کلی صنعت – در پیاده سازی نسل سوم دوقلوهای دیجیتال پیشرفته نهفته است که به طور خودکار بر اساس داده هایی که وارد می شوند به روز رسانی می کنند، حتی اگر این داده ها با مدل مطابقت نداشته باشند. با این سیستم‌های پیشرفته، شرکت‌های انرژی می‌توانند تمام جنبه‌های عملیات در یک نیروگاه، یک شبکه یا یک سری از شبکه‌ها را بر اساس داده‌های دنیای واقعی ترسیم کنند – با تولید یا استقرار انرژی که در پرواز تنظیم می‌شود. و همه داده ها و کنترل ها در یک رابط استاندارد قرار دارند که می تواند توسط کارکنان قابل درک و کنترل باشد، از جمله آنهایی که در زمینه مدیریت هوش مصنوعی آموزش ندیده اند.

سیستم را می توان برای شناسایی راه های بهینه سازی عملیات آموزش داد. اگر بهینه‌سازی امکان‌پذیر باشد، می‌توان الگوریتم‌های هوش مصنوعی را بر اساس الگوریتم‌های تولیدی و مدل‌های انتشار، مشابه آنچه در فضای پردازش زبان طبیعی (NLP) استفاده می‌شود، آموزش داد.

با این حال، برخلاف NLP – که به طور کلی برای ایجاد تصاویر، متون، موسیقی و فیلم ها استفاده می شود – این کاربرد فناوری به حل مشکلات در کارخانه های صنعتی، سیستم های تولیدی و نیروگاه ها کمک می کند. و بسیاری از مشکلات دنیای واقعی که آنها به آن اشاره می کنند می توانند برای توسعه راه حل های ضروری برای دستیابی به اهداف کربن صفر استفاده شوند.

بنابراین، اگر یک نیروگاه به دلیل آسیب طوفان از کار افتاده باشد، یک نسل سوم دیجیتال دوقلو می‌تواند به طور خودکار برق را به پست‌های متصل متصل کند تا کمبود را جبران کند – به طور موقت در دسترس بودن انرژی در مناطقی که مصرف یا تقاضای کمتری وجود دارد کاهش می‌یابد. فناوری پیشرفته مدل های واضحی را ارائه می دهد که به اطمینان از روشن ماندن چراغ ها و آنلاین ماندن سیستم های گرمایش کمک می کند. کارکنان می توانند با استفاده از یک رابط استاندارد به چالش ها و بحران ها در زمان واقعی پاسخ دهند و از جریان قدرت تا حد امکان پایدار و کارآمد اطمینان حاصل کنند.

دوقلوهای دیجیتال “زنده”.

دوقلوهای دیجیتالی نسل سوم نیز می توانند به کارآمدتر شدن تعمیر و نگهداری کمک کنند. با جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌ها و تطبیق آن با مدلی که دائماً به‌روزرسانی می‌شود، تولیدکنندگان می‌توانند فوراً متوجه شوند که مشکلی وجود دارد و آن را در یک قطعه خاص از تجهیزات ردیابی کنند – به تیم تعمیر این فرصت را می‌دهند تا قبل از آن آن را تعمیر یا تعویض کنند. شکست می خورد. این سیستم‌ها همچنین مقیاس‌بندی را بسیار آسان‌تر می‌کنند و داده‌های واضحی در مورد چگونگی تغییرات دنیای واقعی در سیستم‌ها ارائه می‌دهند، مانند برآوردن تقاضای اضافی که فوراً مستلزم استقرار منابع اضافی است.

کلید دستیابی به این هدف، توسعه یک دوقلو دیجیتال “زنده” است که به طور مداوم بر اساس داده های دریافتی به روز می شود – پیشرفت بزرگی نسبت به دوقلوهای دیجیتالی نسل قبلی، که مدل های ثابتی را تولید می کردند که به طور خودکار تنظیم نمی شدند.

با این به‌روزرسانی‌های خودکار، تولیدکنندگان انرژی می‌توانند از تلفات جلوگیری کرده و از حداکثر استفاده از منابع اطمینان حاصل کنند. در عصری که به دست آوردن این منابع سخت‌تر است، تولیدکنندگان به کمکی که می‌توانند دریافت کنند نیاز دارند – و نسل سوم دوقلوهای دیجیتال پیشرفته با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی می‌توانند به آنها در دستیابی به این اهداف کمک کنند.

رالف هالر معاون اجرایی NNAISENSE است.