数字孪生如何成为工人安全的“隐形护甲”?

数字孪生技术凭借诸多优势,已成为众多工业企业中极具价值的关键工具。理解资产在不同条件下的运行表现、实时监控其状态并快速定位问题,对保障工人安全至关重要。该技术的价值主要体现在以下几个方面:

减少在危险环境中的作业时间

数字孪生能最大限度缩短工人在危险环境中的停留时间,从而提升安全水平。这主要通过更高效地规划巡检和维护活动来实现。下面来看几个具体实例。

假设某个阀门出现故障或达到更换周期,如果现场只有少数几个阀门需要排查,工作会相对简单快捷。然而,现代复杂工业资产往往有成百上千个阀门,此时"大海捞针"式的排查往往最令人头疼。借助先进的3D数字孪生解决方案,现场作业时间可大幅缩短。行业数据显示,通过数字孪生进行预先规划,其工作效率是现场作业的数倍。工人待在危险环境中的时间越短,安全性自然越高。

在总部利用数字孪生提前做好规划,可以一次性确定厂区某区域需要更换的多个零部件,还能更全面地了解进入现场前需要做的其他准备工作------比如是否需要搭建脚手架。总之,数字孪生技术有效减少了人员在办公室与工业资产现场之间的来回奔波。这不仅节省了通勤时间、精力和成本,更重要的是,维护人员暴露在潜在危险环境中的时间也相应减少了。

通过预测性维护规避风险

数字孪生是物理资产的数字化镜像,且系统之间通常可以实时交换数据,因此资产的预测性维护监 控得到了极大的简化和优化。其工作流程是:在关键部位安装物联网传感器,传感器将数据回传至处理系统,系统再持续更新物理资产的数字孪生模型。由于零部件的实际状态受到持续监测,其维护计划得以优化,任何维修或调整都可以在问题发生之前完成。

防范危险故障

上述预测性维护能有效避免潜在的灾难性故障------这类故障一旦发生,将直接危及工人安全。通过对原本隐蔽的要素进行建模,可以更快地发现并修正那些肉眼难以察觉的问题,避免它们引发事故或造成伤害。传感器的布局还使工作人员能够从多个角度审视同一个问题,从而更快、更精准地制定解决方案,确保资产始终在安全、最优的状态下运行。数字孪生还可以监测环境因素,并在外部危险因素影响资产安全运行时自动触发安全措施。这让企业能够在问题发生前加以干预,从而避免事故、提升安全绩效。

减少人机交互

管控环境中的危险因素只是数字孪生减少工人现场作业时间的一个方面。该技术更大的优势在于,它能以多种其他方式减少人与资产的直接接触。通过精准定位任何隐蔽问题的根源,工人在潜在危险的资产部件上花费的时间被压缩到最低。在某些场景下,数字孪生与人工智能、机器人协同工作,完成原本需要人工动手排查的维修任务。

构建更安全的系统

数字孪生还可应用于资产生命周期的研发阶段,催生出更安全的机器、系统和物理结构。它所生成的空间数据同样有助于设计将在新机器和结构内运行的系统。这种数据丰富、功能强大的设计环境,非常适合在资产投入市场前就发现并解决问题,从而打造出尽可能安全的结构和系统。

增强培训效果

数字孪生还为那些需要接触物理资产中高危部件的员工提供了更优质的培训机会。虽然某些行业已经在使用仿真模拟进行员工培训,但数字孪生因其能构建完全复刻的虚拟现实环境而具有明显优势。这种大幅提升的沉浸感------以及能够查看原本隐藏或接触风险极高的部件------使员工在安全可控的环境下加深了对设备的认知。当员工日后确实需要操作危险机械或结构时,他们也能做好更充分的准备,并在作业过程中受到更好的实时监测。

结语

数字孪生在工业和建筑领域正变得越来越普及,其对工人安全的影响已经十分显著。未来,数字孪生在工人安全领域的应用只会不断扩大,尤其是在系统和结构的研发阶段。可以预见,随着越来越多的行业开始采用这一技术,数字孪生很可能在不久的将来成为员工培训和安全项目的黄金标准。

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