Ứng Dụng Quét 3D Trong Lĩnh Vực Dầu Khí, Xây Dựng Mô Hình Bản Sao Kỹ Thuật Số Digital Twin

Trong thời gian gần đây, nhiều khách hàng của chúng tôi trong lĩnh vực dầu khí, bao gồm khai thác và lọc hóa dầu, đang đối mặt với nhiều yêu cầu về chuyển đổi số trong quản lý và vận hành. Họ muốn xây dựng mô hình bản sao kỹ thuật số (Digital Twin) để nâng cao hiệu suất và quản lý tốt hơn. Tuy nhiên, chúng tôi nhận thấy rằng nhiều lần các yêu cầu này tập trung vào việc thực hiện “Làm như thế nào?” mà không xem xét đầy đủ câu hỏi quan trọng hơn “Vì sao cần chuyển đổi số?”.

Thực trạng và khó khăn khi chưa ứng dụng 3D trong lĩnh vực dầu khí

• Thiếu tính trực quan trong quản lý: Các nhà máy lọc dầu và dàn khoan dầu thường có hệ thống phức tạp với đường ống và thiết bị rất phức tạp. Quản lý và vận hành các hệ thống này trở nên khó khăn nếu không có một mô hình quản lý trực quan hóa 3D. Hiện nay, nhiều nhà máy quản lý dựa trên bản vẽ 2D hoặc mô hình 3D không thể hiện thực tế, gây ra nhiều khó khăn trong quản lý thực tế và việc cập nhật thông tin khi có thay đổi.
• Sự phân tán của hệ thống quản lý: Quản lý trong lĩnh vực dầu khí thường phải kết hợp và truy xuất nhiều hệ thống khác nhau. Sự phân tán này có thể gây lãng phí thời gian và không hiệu quả khi dữ liệu không được thống nhất, và việc chuyển đổi và cập nhật giữa các hệ thống có thể dẫn đến sai sót và không đồng bộ.
• Quản lý và giám sát vận hành phức tạp: Quản lý vận hành thiết bị thường đòi hỏi phải thao tác và quan sát trên nhiều hệ thống giám sát khác nhau hoặc thậm chí cần thực hiện nhiều công đoạn thủ công. Điều này dẫn đến lãng phí không hiệu quả và tăng nguy cơ sai sót trong các công đoạn quản lý an toàn và bảo trì.

Giải pháp 3D cho lĩnh vực dầu khí

Để giải quyết những thách thức trên, các nước phát triển đã đề xuất triển khai mô hình bản sao kỹ thuật số (Digital Twin) trong ngành dầu khí, và công nghệ quét 3D laser đóng vai trò quan trọng trong quá trình này. Dưới đây là những lợi ích của việc sử dụng công nghệ quét 3D laser trong lĩnh vực dầu khí:

• Tối ưu hóa hiệu suất: Digital Twin cho phép theo dõi và mô phỏng hoạt động thực tế của nhà máy dầu khí, giúp phát hiện và tối ưu hóa hiệu suất từ việc quản lý nguồn cung cấp dầu và khí đến việc điều chỉnh quy trình sản xuất.
• Dự đoán và phòng tránh sự cố: Digital Twin có khả năng dự đoán sự cố và sự cố tiềm ẩn trước khi chúng xảy ra, giúp quản lý vận hành đưa ra các biện pháp phòng tránh.
• Tối ưu hóa dự án và thiết kế: Trong giai đoạn xây dựng và phát triển mới, Digital Twin giúp thiết kế và tối ưu hóa nhà máy, từ vị trí tối ưu đến quy trình sản xuất.
• Tiết kiệm chi phí và tài nguyên: Digital Twin giúp tiết kiệm chi phí vận hành và bảo trì, từ việc tối ưu hóa tài nguyên đến việc dự đoán sự cố.
• Quản lý rủi ro và an toàn: Digital Twin có thể mô phỏng các tình huống nguy hiểm và cung cấp thông tin về an toàn, giúp quản lý rủi ro và đảm bảo an toàn cho nhân viên và môi trường.
• Quản lý dữ liệu và dự toán: Digital Twin cho phép thu thập và quản lý dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, cải thiện quá trình dự toán, lập kế hoạch và quản lý tài sản.
• Hỗ trợ quy trình quy định: Digital Twin giúp theo dõi và báo cáo về việc tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn trong ngành dầu khí.

Công nghệ 3D đóng vai trò gì trong việc xây dựng mô hình bản sao kỹ thuật số Digital Twin cho ngành dầu khí?

Công nghệ 3D laser scanning đóng một vai trò quan trọng trong việc xây dựng mô hình bản sao kỹ thuật số (Digital Twin) cho ngành dầu khí với những lợi ích sau:

• Thu thập dữ liệu chính xác: 3D laser scanning sử dụng laser để thu thập dữ liệu với độ chính xác cao về cấu trúc nhà máy, thiết bị, đường ống và chi tiết khác. Điều này giúp xây dựng một bản sao kỹ thuật số chính xác về nhà máy và hệ thống của nó.
• Tạo mô hình 3D động: 3D laser scanning có khả năng tạo ra mô hình 3D động (4D) bằng cách lặp lại quá trình quét theo khoảng thời gian cố định, giúp theo dõi các thay đổi và biến động trong nhà máy theo thời gian thực.
• Điều tra và phân tích: Dữ liệu từ 3D laser scanning được sử dụng để điều tra và phân tích các vấn đề như hiệu suất và an toàn, giúp cải thiện quản lý vận hành và đưa ra các biện pháp cải tiến.
• Tối ưu hóa quá trình thiết kế và xây dựng: 3D laser scanning cung cấp thông tin về các dự án xây dựng mới hoặc nâng cấp, giúp thiết kế và xây dựng chính xác hơn và giảm thiểu sai sót.
• Bảo trì và sửa chữa: Công nghệ này giúp kiểm tra tình trạng của thiết bị và cơ sở hạ tầng trong nhà máy, dự đoán và phát hiện sự cố trước, tối ưu hóa lịch trình bảo trì và tăng cường an toàn.

Công nghệ quét 3D laser đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng mô hình bản sao kỹ thuật số cho ngành dầu khí bằng cách cung cấp dữ liệu chính xác và giúp quản lý các hoạt động trong nhà máy một cách hiệu quả và an toàn.

Kinh nghiệm và lưu ý khi thực hiện

• Khảo sát 3D laser: Quá trình khảo sát bằng công nghệ 3D laser scanning là một bước quan trọng và cần phải thực hiện với độ chính xác cao. Điều này đảm bảo dữ liệu thu thập là đáng tin cậy và có thể sử dụng trong tương lai.
• Xử lý và hiển thị dữ liệu: Dữ liệu khảo sát thường rất lớn và phức tạp. Việc xử lý và hiển thị dữ liệu đòi hỏi sự sử dụng phần mềm chuyên nghiệp và có khả năng tương tác. Điều này giúp việc chia sẻ và quản lý thông tin dễ dàng hơn.
• Sự sống của Digital Twin: Mô hình Digital Twin chỉ thực sự hiệu quả nếu nó được cập nhật liên tục với thông tin quản lý và thông tin từ các cảm biến trên hiện trường. Để làm điều này, cần phải hiểu về các thiết bị IoT và cách tương tác để lấy dữ liệu và hiển thị trên mô hình 3D.
• Chọn đối tác có kinh nghiệm: Triển khai mô hình Digital Twin là một yêu cầu phức tạp và cần sự chuyên môn. Chọn đối tác có kinh nghiệm và uy tín trong lĩnh vực này để đảm bảo thành công của dự án.

VMT Solutions có kinh nghiệm trong việc khảo sát và xử lý dữ liệu chính xác, phát triển giải pháp 3D viewer và hỗ trợ tích hợp thông tin quản lý vào mô hình 3D. Chúng tôi sẽ hỗ trợ bạn biến ý tưởng của mình thành hiện thực và mang lại giá trị gia tăng cho ngành dầu khí. Hãy chia sẻ ý tưởng của bạn với chúng tôi để bắt đầu hợp tác.

Câu hỏi thường gặp (FAQs)

Khi nào thì chúng ta cần nghĩ đến và áp dụng chuyển đổi số hay digital twin?

Chuyển đổi số hiện nay như một yêu cầu cấp thiết cần thực hiện, mức độ như thế nào tùy vào từng yêu cầu của nhà máy, khi nào bạn cần thay đổi cách làm hiện tại vì BẠN THẤY CẦN PHẢI:

1. Tối ưu hóa hiệu suất: Khi bạn muốn tối ưu hóa hiệu suất của một hệ thống hoặc quá trình, chuyển đổi số và sử dụng digital twin có thể giúp bạn theo dõi, phân tích và cải thiện hoạt động một cách hiệu quả hơn.
2. Quản lý rủi ro: Khi bạn muốn quản lý rủi ro và dự đoán sự cố trước, digital twin có khả năng mô phỏng các tình huống nguy hiểm và cung cấp thông tin để đưa ra các quyết định an toàn.
3. Quản lý tài sản: Khi bạn cần theo dõi và quản lý tài sản một cách hiệu quả, digital twin giúp bạn có cái nhìn tổng quan về trạng thái và tình hình của các tài sản.
4. Thiết kế và phát triển sản phẩm: Trong lĩnh vực công nghiệp sản xuất, digital twin có thể được sử dụng để thiết kế và phát triển sản phẩm mới, từ việc mô phỏng quy trình sản xuất đến kiểm tra và kiểm định sản phẩm.
5. Quản lý và vận hành cơ sở hạ tầng: Trong các lĩnh vực như năng lượng, giao thông vận tải, và cơ sở hạ tầng đô thị, digital twin có thể giúp quản lý và vận hành hệ thống một cách hiệu quả.
6. Tuân thủ quy định và tiêu chuẩn: Khi bạn cần tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn khắt khe, digital twin giúp theo dõi và báo cáo về tuân thủ này một cách hiệu quả.
7. Quản lý dự án: Trong việc xây dựng và quản lý dự án, digital twin có thể được sử dụng để theo dõi tiến độ và tài nguyên.
8. Nâng cao trải nghiệm khách hàng: Trong một số ngành như bán lẻ và dịch vụ, digital twin có thể được sử dụng để cải thiện trải nghiệm của khách hàng bằng cách tạo ra một phiên bản số của sản phẩm hoặc dịch vụ.

Chuyển đổi số và sử dụng digital twin có thể áp dụng trong nhiều ngữ cảnh và lĩnh vực khác nhau để cải thiện quản lý, tối ưu hóa hoạt động, và đảm bảo tuân thủ các yêu cầu và tiêu chuẩn ngành.

Digital Twin cần ngân sách lớn khi thực hiện? 

Nếu vấn đề ngân sách làm bạn phải phân vân khi tiến hành dự án, chúng tôi có kinh nghiệm giúp bạn chia nhỏ thành các giai đoạn ứng dụng giúp các cấp quản lý nhìn thấy rõ hiệu quả khi áp dụng và tạo ra giá trị gia tăng, hiệu quả để tái đầu tư cho giai đoạn sau…

Đối tác giúp bạn triển khai Digital Twin cần có chuyên môn gì?

Digital Twin trải qua các giai đoạn triển khai chính: 

1. Số hóa hiện trạng Reality Capture 
   Nếu dùng laser scanning cần dữ liệu chính xác vì sau này bạn cần nó cho việc cải tạo, bố trí, sửa chữa nhà máy, việc thực hiện thiếu chuyên môn dữ liệu sẽ thiếu tính tin cậy khi sử dụng. Hãy kiểm tra nhà cung cấp của bạn có chuyên môn đo đạc hay không, chuyên môn của người đo đạc hiện trường đó là một yêu cầu quan trọng.
2. Hiển thị bản sao 3D: 
   Thông thường các nhà cung cấp chỉ upload lên một platform nào đó và bàn giao khách hàng kiểu online viewer, tuy nhiên bạn cần kiểm tra lại vì cách này bạn sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào giải pháp của bên thứ ba, chi phí duy trì, khả năng chỉnh sửa can thiệp khi sử dụng, vấn đề bảo mật dữ liệu..Nếu đối tác của bạn có thể tự phát triển viewer độc lập thì đó chính là một điểm cộng giải quyết tất cả các vấn đề nêu trên.
3. Tích  hợp dữ liệu, hiển thị thông tin của các sensor lên mô hình 
   Đây là một yêu cầu thử thách vì đây là  nhiệm vụ không chỉ liên quan đến lập trinh phần mềm mà cả việc tương tác phần cứng, vì đa số các nhà máy hiện có các thiết bị đang sử dụng, việc tận dụng thiết bị hiện có cũng sẽ phát sinh thử thách làm sao có thể lấy và hiển thị thông tin lên mô hình. Hãy tham khảo các case study mà đối tác của bạn đã từng triển khai và giải pháp của họ

Việc triển khai cần một đối tác có năng lực, chuyên môn của nhiều lĩnh vực khác nhau: khảo sát hiện trạng laser scanning, số hóa 3d, tối ưu hóa hiển thị 3D, chi tiết nhưng nhẹ để hiển thị Web,  lập trình 3D viewer, can thiệp và chế tạo phần cứng …