Bản sao kỹ thuật số – Nền tảng của chuyển đổi số trong nhà máy

Phần quan trọng nhất của việc chuyển đổi số là tính kết nối. Dữ liệu số sẽ không mang lại nhiều lợi ích khi thiếu tính kết nối. Mấu chốt của vấn đề chính là cần có kết nối một cách thông minh để có được dữ liệu/thông tin theo đúng nhiệm vụ, nghiệp vụ cần thiết.  Những thông tin này có thể đến từ nhiều nguồn như dữ liệu thiết kế, dữ liệu vận hành, dữ liệu sản xuất kinh doanh,…

Ngày nay, nhiều chủ công trình đã nhận thấy sự cần thiết của việc thiết lập và số hóa thông tin kỹ thuật nhà máy để xây dựng một hệ thống dữ liệu - là bản sao số của nhà máy (Digital Twin). Có 2 cách để xây dựng:

• Ngay trong giai đoạn thiết kế và xây dựng nhà máy (EPC) - Chủ đầu tư đã xác định và đưa ra các yêu cầu về một hệ thống bản sao số cho nhà máy để đáp ứng các mục tiêu, nhiệm vụ, kịch bản trong công tác quản lý vận hành, bảo trì, sản xuất của nhà máy sau này. Từ đó, Chủ đầu tư đưa ra các yêu cầu chi tiết về thông tin, dữ liệu cần được thu thập, xây dựng ngay trong giai đoạn EPC.
• Đối với các nhà máy đã và đang trong giai đoạn hoạt động, vận hành. Điều quan trọng là xây đựng được bản sao số sao cho hệ thống phải phản ánh được hiện trạng thực tế của công trình, đảm bảo tính nhất quán và chất lượng dữ liệu để làm cơ sở cho các quyết định về quản lý kỹ thuật quan trọng, ví dụ như quản lý an toàn trong hoạt động của nhà máy.

Các nhà máy hiện hữu có một khối lượng lớn tài liệu kỹ thuật, thường bị trùng lặp và không nhất quán. Ngoài ra, có các dữ liệu thiết kế cũng được chuyển giao từ nhiều nhà thầu với các định dạng khác nhau tạo bởi các công cụ thiết kế khác nhau. Đảm bảo thông tin, dữ liệu được cập nhật là một công việc khó khăn và tốn nhiều công sức. Hầu hết các nhà máy đều không có được thông tin tài liệu và dữ liệu hoàn công một cách hoàn chỉnh và tiếp tục không được cập nhật hiện trạng thực tế trong giai đoạn vận hành.

Để xây dựng bản sao số cho nhà máy, chúng ta có thể xây dựng hiện trạng vật lý của tài sản, thiết bị công trình bằng công nghệ quét ảnh 3D (3D laser scanning). Với công nghệ và thiết bị quét laser 3D được phát triển nhanh, đến nay độ chính xác của dữ liệu đã hoàn toàn đáp ứng yêu cầu và đặc biệt chi phí thực hiện hoàn toàn phù hợp với điều kiện hiện nay. Ngoài ra, tích hợp với các mô hình thiết kế CAD ở các định dạng khác nhau, giải pháp sẽ xây dựng được một bản sao số về hiện trạng vật lý của công trình trên không gian 3D.

Để tăng tốc và giảm công sức xử lý dữ liệu một cách thủ công trong việc xây dựng bản sao số 3D – hãng Hexagon cũng đang đầu tư phát triển công nghệ AI để tự động hóa việc chuyển đổi dữ liệu quét ảnh (points cloud data) sang dữ liệu 3D cũng như so sánh, kiểm tra, liên kết với các dữ liệu thiết kế khác, như dữ liệu sơ đồ công nghệ P&ID, để hợp nhất thành một bộ dữ liệu hoàn chỉnh và chính xác.

Có thể nói, P&ID là dữ liệu kỹ thuật quan trọng nhất, mang tính “pháp lý về kỹ thuật” để nhà máy vận hành. Để thực hiện việc tích hợp và đồng bộ dữ liệu P&ID với các dữ liệu Scan 3D và CAD model, việc chuyển đổi và số hóa dữ liệu P&ID là cần thiết. Hexagon cùng nhiều đối tác công nghệ có các công cụ và phương thức xây dựng dữ liệu P&ID thành dữ liệu P&ID thông minh, để tích hợp và khai thác trong nhiều nghiệp vụ quản lý kỹ thuật trong hoạt động của nhà máy.

Việc thu thập, kiểm tra, xác thực và xây dựng lên một bản sao kỹ thuật số của nhà máy là một công việc lớn – Hexagon có những công cụ tự động và bán tự động xử lý dữ liệu để hỗ trợ công việc này. Kết quả cuối cùng của quá trình này là một bản sao kỹ thuật số của nhà máy – là tiền đề cho quá trình chuyển đổi số toàn bộ các hoạt động sản xuất kinh doanh. Khi hoàn thành, chúng ta sẽ nhận thấy những lợi ích rõ rệt về năng suất sản xuất, chi phí hoạt động, quản lý an toàn, rủi ro và các nghiệp vụ vận hành khác.

Bản sao kỹ thuật số chỉ mang lại giá trị khi hệ thống phản ánh chính xác hiện trạng của nhà máy. Vì vậy, việc duy trì và cập nhật dữ liệu cho bản sao số cần được thực hiện liên tục trong suốt vòng đời hoạt động của nhà máy. Một giải pháp bản sao kỹ thuật số được đánh giá là có thể áp dụng hiệu quả chỉ khi khả năng duy trì và cập nhật dữ liệu của nó đáp ứng được yêu cầu về dữ liệu cần cập nhật, và việc áp dụng là thuận tiện cùng tính thực tiễn cao. Điểm mấu chốt trong việc duy trì và cập nhật dữ liệu cho bản sao số là khả năng tích hợp dữ liệu giữa hệ thống với các công cụ thiết kế. Việc tích hợp đảm bảo cho việc cập nhật và đồng nhất sự thay đổi dữ liệu cho tất cả các giai đoạn của các dự án từ sửa chữa thay đổi công nghệ, hoán cải đến mở rộng nhà máy. Giải pháp bản sao số của Hexagon đã và đang ngày càng được hoàn thiện để thực hiện những công việc quản lý như đã nêu trên.