امکان سنجی استفاده از مجازی سازی (همزاد دیجیتال) در صنعت برق

صاحب اثر: پژوهشگاه نیرو
نوع محتوی: گزارش
Language: Persian
Document ID: R-1167631
Publish: 14 March 2021
View: 1,020
Pages: 116
Publish Year: 1399

This Report With 116 Page And PDF Format Ready To Download

  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Report:

Free download

جهت دریافت فایل های پیوست این Report بایستی عضو سیویلیکا شوید. چنانچه عضو سیویلیکا هستید لطفا ابتدا وارد حساب کاربری خود شوید تا بتوانید فایل ها را مشاهده و دریافت نمایید.

Abstract:

فناوری های اطلاعاتی و ارتباطی در انقلاب صنعتی چهارم به سرعت در حال گسترش هستند.درعصر حاضر،پیشرفت و تحقق بسیاری از فناوری ها زمینه عملیاتی شدن مفهوم مجازی سازی و ساخت نسخه دیجیتال از انواع، سیستم ها و ماشین آلات را فراهم کرده است. رویکرد نوین همکاری فناوری هایی چون اینترنت اشیا، محاسبات ابری،هوش مصنوعی و واقعیت مجازی به همراه ساختارهای قوی ارتباطی مفهوم همزاد دیجیتال را در آینده نزدیک به واقعیت خواهد رساند.به منظور مطالعه منسجم مفهوم همزاد دیجیتال و بررسی و استخراج دیدگاه نوین کاربرد این فناوری در صنایع، پروژه امکان سنجی استفاده از مجازی سازی (همزاد دیجیتال) در صنعت برق با مطالعات مفهومی فناوری های مجازی سازی و همزاد دیجیتال آغاز شد و سپس با جهت گیری به سمت کاربردهای همزاد دیجیتال در صنعت  برق و انرژی ادامه یافت. با در نظر داشتن اهمیت استفاده از این فناوری نوین، امکان سنجی پیاده سازی مفهوم همزاد دیجیتال در یک حوزه ی نمونه شبکه هوشمند برق نیز در برنامه پژوهشی این پروژه مورد توجه و مطالعه قرار گرفت.

پیش گفتار Report

فناوری های اطلاعاتی و ارتباطی در انقلاب صنعتی چهارم به سرعت درحال گسترش هستند. در عصر حاضر، پیشرفت و تحقق بسیاری از فناوری ها زمینۀ عملیاتی شدن مفهوم مجازی سازی و ساخت نسخۀ دیجیتال از انواع سیستم ها و ماشین آلات را فراهم کرده است. رویکرد نوین همکاری فناوری هایی چون اینترنت اشیا، محاسبات ابری، هوش مصنوعی و واقعیت مجازی به همراه ساختارهای قوی ارتباطی، مفهوم «همزاد دیجیتال» را در آیندۀ نزدیک به واقعیت خواهد رساند.
به منظور مطالعۀ منسجم مفهوم همزاد دیجیتال و بررسی و استخراج دیدگاه نوینِ کاربرد این فناوری در صنایع، پروژە «امکان سنجی استفاده از مجازی سازی (همزاد دیجیتال) در صنعت برق» در گروه پژوهشی فناوری اطلاعات و ارتباطات تعریف شده است. این پروژه با تمرکز بر مطالعات مفهومیِ فناوری های مجازی سازی و همزاد دیجیتال آغاز می شود و سپس با جهت گیری به سمت کاربردهای همزاد دیجیتال در صنعت برق و انرژی ادامه می یابد. با درنظر داشتن اهمیت استفاده از این فناوری نوین،امکان سنجی پیاده سازی مفهوم همزاد دیجیتال در یک حوزۀ نمونه شبکۀ هوشمند برق نیز در برنامۀ پژوهشی این پروژه قرار دارد.
گزارش حاضر نتیجۀ مطالعات و زحمات خانم مهندس شیدا سیدفرشی مجری و داور داخلی پروژه،خانم دکتر صبریه چوبکار مدیر پروژه،آقای دکتر علی محمد صغیری همکار پروژه است.نظارت پروژه را جناب آقای مهندس بابک امینی برعهده داشته اند.

فهرست مطالب Report

فهرست مطالب

فصل اول

مفاهیم مجازی سازی و همزاد دیجیتال

۱ مقدمه

۱ - ۱ مجازی سازی

۱ - ۱ - ۱ روند تحول مجازی سازی

۱ - ۱ - ۲ مزایا و چالش های مجازی سازی

۱ - ۱ - ۳ انواع مجازی سازی منابع

۱ - ۱ - ۴ ماشین مجازی (VM)

۱ - ۱ - ۵ مجازی سازی در صنعت

۱ - ۲ همزاد دیجیتال

۱ - ۲ - ۱ تعاریف

۱ - ۲ - ۲ مزایا و چالش‌ها

۱ - ۲ - ۳ همزاد دیجیتال در صنایع

۱ - ۲ - ۴ معماری همزاد دیجیتال

۱ - ۲ - ۵ ویژگی‌های مدل مرجع برای همزاد دیجیتال

۱ - ۲ - ۶ انتقال داده از یک شیء واقعی به همزاد دیجیتال

۱ - ۲ - ۷ انواع همزاد دیجیتال

۱ - ۳ جمع بندی

فصل دوم

استخراج فناوری‌های نوین و قابلیت‌های آن‌ها در همزاد دیجیتال

۲ مقدمه

۲ - ۱ فناوری های پایه همزاد دیجیتال

۲ - ۱ - ۱ - محاسبات ابری و زیرساخت های پردازشی

۲ - ۱ - ۲ اینترنت اشیا

۲ - ۱ - ۳ کلان داده‌ها

۲ - ۱ - ۴ ارتباط سه فناوری پایه

۲ - ۲ فناوری های توانمندساز

۲ - ۲ - ۱ مدل سازی و شبیه سازی

۲ - ۲ - ۲ هوش مصنوعی (AI)

۲ - ۲ - ۳ بصری سازی، واقعیت مجازی (VR) و واقعیت افزوده(AR)

۲ - ۲ - ۴ زیرساخت های ارتباطی

۲ - ۲ - ۵ امنیت اطلاعات

۲ - ۳ ارتباط فناوری ها و مراحل پیاده سازی همزاد دیجیتال

۲ - ۴ جمع بندی

فصل سوم

شناخت کاربردهای همزاد دیجیتال در حوزه های صنعت برق

۳ مقدمه

۳ - ۱ همزاد دیجیتال در شبکه هوشمند برق

۳ - ۱ - ۱ تحول در شبکه برق

۳ - ۱ - ۲ مدیریت اطلاعات شبکه برق در همزاد دیجیتال

۳ - ۱ - ۳ چالش های صنعت برق و راهکارهای همزاد دیجیتال

۳ - ۲ کاربرد همزاد دیجیتال در حوزه‌های صنعت برق

۳ - ۲ - ۱ حوزه تولید

۳ - ۲ - ۲ حوزه انتقال

۳ - ۲ - ۳ حوزه توزیع

۳ - ۲ - ۴ حوزه مشترکین

۳ - ۳ کاربرد همزاد دیجیتال در صنایع دیگر

۳ - ۳ - ۱ شرکت ABB

۳ - ۳ - ۲ فضانوردی

۳ - ۳ - ۳ شهر هوشمند

۳ - ۴ جمع بندی

فصل چهارم

امکان سنجی پیاده سازی مفهوم همزاد دیجیتال در حوزه نمونه شبکه هوشمند

۴ مقدمه

۴ - ۱ پیاده سازی همزاد دیجیتال

۴ - ۱ - ۱ بررسی مدل مرجع برای پیاده سازی

۴ - ۱ - ۲ فرایند ساخت مدل مرجع همزاد دیجیتال

۴ - ۱ - ۳ بررسی موردی فازهای پیاده سازی یک همزاد دیجیتال برای سیستم تشخیص خطا

۴ - ۱ - ۴ ملزومات پیاده سازی

۴ - ۱ - ۵ چالش های پیاده سازی

۴ - ۲ انتخاب حوزه نمونه صنعت برق

۴ - ۲ - ۱ چالش انتخاب تجهیز

۴ - ۲ - ۲ یک نمونه از حوزه تولید

۴ - ۳ امکان سنجی پیاده سازی یک نمونه

۴ - ۳ - ۱ مشکلات و محدودیت ها

۴ - ۳ - ۲ پیش نیازها

۴ - ۳ - ۳ هزینه

۴ - ۳ - ۴ همزاد دیجیتال و ارزیابی ریسک

۴ - ۴ جمع بندی

فصل پنجم

جمع بندی و پیشنهادات

۵ مقدمه

۵ - ۱ جمع بندی

۵ - ۲ پیشنهاد راهکارها مبتنی بر این گزارش

۵ - ۲ - ۱ پروژه های کلان

۵ - ۲ - ۲ پروژه های آینده پژوهی

۵ - ۲ - ۳ پروژه های آزمون ایده

۶ مراجع


فهرست شكل‌ها

شکل ۱-۱- حرکت از دنیای فیزیکی به مجازی [7]

شکل ۱-۲- انواع مجازی سازی

شکل ۱-۳- معماری سنتی و مجازی سرورها [9]

شکل ۱-۴- تلفيق چرخه حیات دنیای مجازی و دنیای واقعی [25]

شکل ۱-۵- جایگاه همزاد دیجیتال [1]

شکل ۱-۶- معماری همزاد دیجیتال در صنایع مبتنی بر اینترنت اشیا [20]

شکل ۱-۷- وجوه مختلف شبیه سازی از دیدگاه همزاد دیجیتال [12]

شکل ۱-۸- ویژگی های مدل مرجع برای همزاد دیجیتال

شکل ۱-۹- ماژول های اصلی همزاد دیجیتال و ارتباط یک به یک توابع در دو بخش فیزیکی و شبیه سازی [12]

شکل ۲-۱- ساختار همزاد دیجیتال و فناوری های مرتبط [29]

شکل ۲-۲- نگاه جامع به فناوری محاسبات ابری [30]

شکل ۲-۳- معماری اینترنت اشیا [32]

شکل ۲-۴- ویژگی های اصلی کلان داده ها [37]

شکل ۲-۵- ارتباط فناوری های محاسبات ابری، اینترنت اشیا و کلان داده‌ها [39]

شکل ۲-۶- فناوری های توانمندساز برای تحقق همزاد دیجیتال

شکل ۲-۷- سطوح مختلف هوش مصنوعی

شکل ۲-۸- سه دسته اصلی کاربردهای [48] 5G

شکل ۲-۹- مراحل پیاده سازی همزاد دیجیتال و فناوری های پشتیبان [17]

شکل ۳-۱- همزاد دیجیتال برای مدیریت سراسری در شبکه برق و انرژی [52]

شکل ۳-۲- همزاد دیجیتال یک توربین در شرکت [65]GE

شکل ۳-۳- فناوری های پیشرفته برای تحقق همزاد دیجیتال در تولیدات خورشیدی [66]

شکل ۳-۴- ساختار انتها به انتهای شرکت زیمنس برای دیجیتال کردن بخش هایی از شبکه برق [70]

شکل ۳-۵- همزاد دیجیتال برای پست توزیع بدون اپراتور

شکل ۳-۶- همزاد دیجیتال برای ساختار ریزشبکه [74]

شکل ۳-۷- نمایی از نرم افزار pickmaster برای طراحی خط تولید کارخانه [3]

شکل ۳-۸- نمایی از سیستم مدیریتی زنجیره تولید ارائه شده از ABB

شکل ۴-۱- فازهای پیاده سازی همزاد دیجیتال [82]

شکل ۴-۲- مدل همزاد دیجیتال برای فرایندهای صنعتی [83]

شکل ۴-۳- چارچوب سیستم تشخیص خطا با کمک همزاد دیجیتال [29]

شکل ۴-۴- پلتفرم Predix شرکت GE برای ساخت همزاد دیجیتال توربین بادی [84]

شکل ٠-۱- نمودار سلسله مراتبی برای استخراج پروژه های مختص هر فناوری و ترکیبی از فناوری‌ها


فهرست جدول‌ها

جدول ۱-۱- تعاریف همزاد دیجیتال [12]

جدول ۱-۲- جزئیات ابعاد همزاد دیجیتال

جدول ۳-۱- چالش‌ ها در حوزه های شبکه هوشمند و راهکارهای همزاد دیجیتال

جدول ۳-۲- نمونه هایی از کاربردهای مدل های همزاد دیجیتال [65]

جدول ۰-۱- پروژه های آینده پژوهی استخراج شده از این گزارش جدول

جدول ۰-۲- پروژه های آزمون ایده استخراج شده از این گزارش

نمایش کامل متن

Keywords:

فناوری های نوین در فناوری اطلاعات و ارتباطات - گروه پژوهشی فناوری اطلاعات و ارتباطات -همزاد دیجیتال - فناوری مجازی سازی