云帆VR元宇宙创新中心：使用数字孪生进行深海采矿作业的 3D 可视化

数字孪生正日益成为许多工业部门的关键技术。本文将探讨什么是数字孪生以及它们如何应用于深海采矿作业以实现资产的 3D 可视化。

什么是数字孪生？

数字孪生是物理资产和系统的虚拟表示。这些虚拟“双胞胎”是动态的，并通过传感器和物联网连接技术实时更新。模拟可以在数字孪生中运行，无需对资产或系统进行物理干预，并最大限度地减少运营停机时间。微软、通用电气、IBM、西门子和博世等公司在该领域处于领先地位。

可以在数字孪生中监控、分析和调整不同的参数，以阐明有关物理对象最佳性能的信息。能量输出、环境条件、温度和压力是可以使用该技术准确动态模拟的因素和参数。使用数字孪生提供预测性维护，使工程师能够在灾难性故障发生之前进行干预。

虽然它们类似于模拟，但数字孪生在几个关键方面有所不同。首先，数字孪生受益于来自物理对象上的传感器套件的实时数据，这是一种双向信息流。其次，在规模上存在差异——模拟往往只分析单个过程，而数字孪生提供整个系统的信息。使用数字双胞胎可以考虑更多的有利位置。本质上，它是一个完全虚拟的环境。

数字孪生已在各个领域得到应用，包括制造业、汽车工业、航空航天和风力涡轮机工业。它们提供了对各种规模乃至整个工业运营过程和设备的真实世界和实时运行的强大洞察力。不同类型的数字孪生包括组件孪生、资产孪生和系统孪生。

数字孪生对深海采矿有哪些好处？

在海底发现了锂、铜和铝等多种宝贵资源，但在深海环境中开采是一项极具挑战性的过程。

海底的交通不便和极端条件使这种采矿不同于传统的陆上采矿。如果发生关键设备故障，则无法轻松访问履带和立管系统等设备进行维护。

由于与事故和设备故障相关的巨大成本，无论是在设备本身方面，还是在资源损失和项目时间方面，预测性维护都是更好的选择。

利用传感器、人工智能和物联网设备等技术将实时运营和环境数据输入资产的数字双胞胎，通过减少停机时间提高采矿作业的效率和经济可行性。

由于资产与其双胞胎之间的互连，也可以远程控制物理资产。管理资产运营所有方面的算法可用于自动化流程、取代体力劳动者、提高安全性并降低成本。这对于深水下采矿特别有利，因为设备不像在露天采矿项目中那样容易接近。

案例研究：为海底结核采矿系统创建数字双胞胎

数字革命是该行业未来的关键，该领域仍处于起步阶段。创新和协作将推动该行业探索难以到达的环境并开发宝贵的水下资源。

多金属结核含有重要资源，遍布大洋底，最丰富的是在深海深处。为了应对开采这些结核的挑战，The Metals Company 与 Kongsberg Digital 合作创建了数字双胞胎。

开采多金属结核的主要挑战之一是它们的位置。在深海深处，一片漆黑，这使得开发这种资源成为一项具有挑战性的工作。Kongsberg 开发的双胞胎将有助于可视化这些资源，显着提高开采效率，并构成成功运营的重要第一步。

The Metals Company 已在北海成功地对其设备进行了初步测试，测试了 Hidden Gem 上收集器和系统的能力。在该容器中，将对测试进行监控。Kongsberg 设计的数字双胞胎是机器人远程结核收集器初步测试成功的关键。重要的是，由于可访问性，项目对监管机构和利益相关者的责任得到加强。

该公司将从使用实物资产的双胞胎收集的数据中学习。将调整运营以提高效率和安全性，并考虑环境保护需求。通过成功完成第一次初始测试，该公司为多金属结核的环保、全自动和适应性开采铺平了道路。

未来

多个行业都在拥抱数字孪生。由于偏远的水下环境，在无需物理干预的情况下为工程师提供强大的培训工具、预测性维护能力以及对整个系统和资产的自适应管理尤为重要。因此，数字孪生正在彻底改变行业。该行业的未来将更加数据驱动和虚拟化，数字孪生只是改变采矿面貌的一项技术。

云帆VR元宇宙创新中心前身云帆VR数字孪生研发中心，成立于2016年8月，致力于3D可视化数字科技探索，3D互联网、AR&VR互联网的市场应用。吸引、集聚、整合全球相关资源和优势力量，推进以数字科技为核心的全面创新，以人类愿景为驱动力，开展应用科学和创新性技术研究。

云帆VR元宇宙创新中心，计划在以下范畴拓展对数字世界的应用研究：

1：三维计算应用：AR、VR、数字孪生、3D可视化、三维全息、智慧园区、虚拟仿真、BIM可视化、智慧楼宇、智慧交通、智慧水务、智慧城市、AR商城、VR商城、3D商城、线上云展、VR看房。

2：三维云应用：5G云计算、轻量化云计算、多媒体云传输、GPU云渲染集群。

云帆VR元宇宙创新中心，旨在整合计算机科学和三维、图形图像计算等相关领域，面向实际行业场景和未来世界的前沿研究。建立产研合作平台，促进大众科技创新应用，打造产业、研究中心深度融合的生态圈。云帆VR数字孪生研发中心秉承“所见即所得”为使命，专注未来数字世界的三维科学研究，为全球数字科技和数字经济的进步，添砖加瓦。