數(shù)字孿生能夠為發(fā)電廠提供預測性維護，幫助公用設(shè)備供應(yīng)商每年節(jié)省約 17 億美元。

西門子能源是全球萬億美元級能源市場中的一家領(lǐng)先發(fā)電廠技術(shù)供應(yīng)商，該公司依靠 NVIDIA Omniverse 平臺創(chuàng)建數(shù)字孿生，為發(fā)電廠的預測性維護提供支持。

西門子能源通過這一舉措加入各行各業(yè)使用數(shù)字孿生升級運營的浪潮。比如在全球擁有 31 家工廠的寶馬集團正在為其工廠建立多個工業(yè)數(shù)字孿生；愛立信正在采用 Omniverse 構(gòu)建城市地區(qū)的數(shù)字孿生以幫助確定如何建設(shè) 5G 網(wǎng)絡(luò)。

事實上，根據(jù) Grand View Research 的預測，到 2028 年全球數(shù)字孿生平臺的市場規(guī)模將達到 860 億美元。

西門子能源技術(shù)組合經(jīng)理 Stefan Lichtenberger 表示：“ NVIDIA 的開放式平臺以及融合了物理學的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為西門子能源帶來了巨大的價值?！?/p>

西門子能源能夠進行聯(lián)合循環(huán)電廠的建造和維護，其中包括大型燃氣輪機和蒸汽輪機。熱回收蒸汽發(fā)生器（HRSG）可以利用燃氣輪機的廢熱產(chǎn)生用于驅(qū)動蒸汽輪機的蒸汽。西門子能源表示這將使發(fā)電廠的熱力學效率提高 60% 以上。

在熱回收蒸汽發(fā)生器的某些部分，蒸汽和水的混合物會導致腐蝕，進而影響熱回收蒸汽發(fā)生器部件的使用壽命。而維護和修理所導致的停機時間會給公用事業(yè)公司造成收入損失。

西門子能源估計，使用熱回收蒸汽發(fā)生器的行業(yè)平均計劃停機時間是 5.5 天，如果將其減少 10%（比如檢查因腐蝕造成的管壁損失厚度等），每年將為公用事業(yè)公司節(jié)省 17 億美元。

工業(yè)應(yīng)用模擬

西門子能源正在使用 NVIDIA 技術(shù)開發(fā)一種新的工作流程，以減少計劃停機頻率并確保安全。該流程通過對進水溫度、壓力、 pH 值、燃氣輪機功率和溫度等實時數(shù)據(jù)進行預處理，計算出水和蒸汽的壓力、溫度和速度。計算出的壓力、溫度和速度被發(fā)送至一個使用 NVIDIA Modulus 框架創(chuàng)建的物理和機器學習模型中，以精確模擬蒸汽和水如何實時流經(jīng)管道。

之后通過用于 3D 工作流程的虛擬世界模擬和協(xié)作平臺—— NVIDIA Omniverse ，將管道中的流動狀況可視化。Omniverse 可以進行多 GPU 擴展，這能夠幫助西門子能源實時了解和預測腐蝕所產(chǎn)生的綜合影響。

加快數(shù)字孿生的構(gòu)建

西門子能源使用在 NVIDIA A100 Tensor Core GPU 上運行的 NVIDIA 軟件框架模擬高溫、水和其他條件對金屬的長期腐蝕作用，并根據(jù)結(jié)果微調(diào)維護需求。使用機器學習模型更準確地預測維護工作，有助于減少維護檢查的頻率，同時避免故障風險。擴展后的 Modulus PINN 模型在 AWS Elastic Kubernetes Service（EKS） 上運行，并由搭載了 A100 GPU 的 P4d EC2 實例支持。

如果為每臺熱回收蒸汽發(fā)生器建立計算流體動力學模型，需要長達八周的時間才能估計出熱回收蒸汽發(fā)生器工廠管道內(nèi)的腐蝕情況，且共有 600 多臺設(shè)備都需要經(jīng)歷這個流程。通過使用 NVIDIA 技術(shù)，西門子能源能夠加速工作流程，將估計腐蝕情況所需的時間從幾周縮短到幾小時。

NVIDIA Omniverse 是一個具有高度可擴展性的平臺，讓西門子能源能夠在全球范圍內(nèi)打造和部署數(shù)字孿生，并根據(jù)需要去訪問高達數(shù)千個 NVIDIA GPU 。

Lichtenberger 表示：“作為加速計算、AI 軟件平臺和模擬領(lǐng)域的先行者，NVIDIA 為西門子能源的工業(yè)數(shù)字孿生提供了所需的規(guī)模和靈活性?！?/p>

原文標題：西門子能源使用 NVIDIA Omniverse 構(gòu)建發(fā)電廠的工業(yè)數(shù)字孿生

文章出處：【微信公眾號：NVIDIA英偉達】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。