西門子研究人員正在研發(fā)燃?xì)廨啓C的虛擬拷貝，這有望在預(yù)測性維護(hù)和維修領(lǐng)域掀起變革。研究人員基于來自傳感器的即時數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，利用VR眼鏡實現(xiàn)了對燃?xì)廨啓C數(shù)字化雙胞胎的可視化。

西門子的燃?xì)廨啓C配有500多個傳感器，可以持續(xù)不斷地記錄壓力狀況、溫度和組件應(yīng)力等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)軟件評估后可幫助燃?xì)廨啓C操作人員輕松追蹤對運行至關(guān)重要的參數(shù)。

不過，傳感器數(shù)據(jù)的益處不止于此。工程師還可利用這些數(shù)據(jù)來創(chuàng)建燃?xì)廨啓C的數(shù)字化雙胞胎，即它們在虛擬世界里的拷貝，以便遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)并盡早解決維護(hù)問題。

2017年，西門子中央研究院的專家成功實現(xiàn)了這一點。在不斷搜尋新的數(shù)據(jù)集以改進(jìn)創(chuàng)新算法的過程中，西門子專家在西門子發(fā)電服務(wù)集團(tuán)中找到了他們想要的東西——的西門子燃?xì)廨啓C傳感器數(shù)據(jù)和運行記錄。

在燃?xì)廨啓C的VR模型中，復(fù)雜的傳感器數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為色彩以幫助觀眾輕松理解信息的含義。在此例中，不同色彩代表了溫度差異。

遠(yuǎn)程維護(hù)的未來

西門子中央研究院VR研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人Ulli Waltinger表示：“許多人都不愿意分享他們的數(shù)據(jù)。但他們其實無需擔(dān)心，因為我們可以保證所有數(shù)據(jù)都是保密的。而且，在將這些數(shù)據(jù)用于研究之前，我們也會對它們先做匿名處理。”為了改進(jìn)用于預(yù)防性維護(hù)、圖像識別和功能優(yōu)化等的算法，研究人員需要大量數(shù)據(jù)集。團(tuán)隊成員Felix Buggenthin是一位機器智能專家，他補充道：“我們需要利用這些數(shù)據(jù)集來開發(fā)新的應(yīng)用。”

現(xiàn)在，西門子中央研究院的研究人員能夠利用傳感器數(shù)據(jù)、燃?xì)廨啓C的三維模型（由西門子發(fā)電與天然氣集團(tuán)提供）以及他們掌握的控制中心和維護(hù)工作的專業(yè)知識，來展現(xiàn)未來對復(fù)雜機器進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)將是什么樣子。

新的研究成果將有望塑造遠(yuǎn)程維護(hù)的未來。Ulli Waltinger（中）與同事Felix Buggenthin（左）和Jan-Philipp Fahlbusch在他們位于慕尼黑的實驗室里。

磨損的顏色

戴上VR眼鏡后，研究人員步入了一間放有燃?xì)廨啓C數(shù)字化雙胞胎的虛擬大廳。在這里，由計算云提供的傳感器數(shù)據(jù)展現(xiàn)了包括燃燒溫度和旋轉(zhuǎn)速度等信息在內(nèi)的燃?xì)廨啓C的運行狀態(tài)。這些數(shù)據(jù)共同構(gòu)成一個多維度的信息綜合體。Jan-Philipp Fahlbusch在項目中負(fù)責(zé)VR環(huán)境的開發(fā)。他解釋道：“開始時，我們利用數(shù)據(jù)做了許多不同的嘗試。這個項目的挑戰(zhàn)就在于如何以易于理解的方式展現(xiàn)所有傳感器數(shù)據(jù)。”

對數(shù)字空間的自由操縱為研究人員提供了應(yīng)對挑戰(zhàn)的方法。舉例來說，借助數(shù)字空間的虛擬屬性，他們可以利用某種“X光眼”來透視機器內(nèi)部，或改變組件顏色以體現(xiàn)不斷變化的溫度或速度。

由此，西門子的研究人員可以模擬燃?xì)廨啓C當(dāng)前運行情況并利用人工智能程序來展現(xiàn)其它不容易獲取的數(shù)據(jù)，例如利用顏色來表明預(yù)期的組件磨損以便及時采取維護(hù)措施，避免不必要的停機。

如果這種基于燃?xì)廨啓C實時數(shù)據(jù)的模擬被放入云端，維護(hù)工程師就可以從世界任何地方進(jìn)入這個數(shù)字空間并共同解決問題，這將為西門子開啟全新的業(yè)務(wù)機會。