【ZiDongHua 之方案應(yīng)用場(chǎng)收錄關(guān)鍵詞：數(shù)字孿生 Altair 澳汰爾 人工智能 虛擬現(xiàn)實(shí) 物聯(lián)網(wǎng) 】
　　
　　成功案例丨Altair 數(shù)字孿生助力新一代風(fēng)力渦輪機(jī)高效建模，提升5倍速度
　　
　　
　　
　　風(fēng)能是當(dāng)今最有效、最成熟的可再生能源。它對(duì)環(huán)境的有害影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許多其他能源，尤其是與化石燃料相比。然而，像風(fēng)力發(fā)電所需的風(fēng)力渦輪機(jī)這樣的復(fù)雜系統(tǒng)需要定期檢查和維護(hù)，以確保有效、持久的使用壽命。這正是數(shù)字孿生技術(shù)憑借其實(shí)時(shí)分析和預(yù)測(cè)能力能夠帶來直接、有影響力價(jià)值的地方。
　　
　　主要看點(diǎn)
　　
　　行業(yè)：
　　
　　新能源
　　
　　挑戰(zhàn)：
　　
　　作為數(shù)字孿生計(jì)劃的一部分，NITTTR 需要建立一個(gè)能代表現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景的實(shí)用模型。該模型在設(shè)計(jì)和運(yùn)行方面都必須具備足夠的復(fù)雜性。
　　
　　Altair 解決方案：
　　
　　Altair 的數(shù)字孿生解決方案非常適合創(chuàng)建精確的風(fēng)機(jī)虛擬模型，不僅能夠同時(shí)解決物理和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的孿生問題，還可以同時(shí)分析項(xiàng)目的工程和運(yùn)行方面。因此 Altair 的解決方案能夠滿足NITTTR的要求。
　　
　　優(yōu)點(diǎn)：
　　
　　由于風(fēng)力渦輪機(jī)大多位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，這些工具非常有用，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S用戶通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)遠(yuǎn)程訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。通過將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)應(yīng)用到虛擬模型中，團(tuán)隊(duì)和組織可以利用風(fēng)力渦輪機(jī)的數(shù)字孿生系統(tǒng)更好地預(yù)測(cè)和制定維護(hù)計(jì)劃。
　　
　　客戶介紹
　　
　　昌迪加爾國(guó)立技術(shù)師范學(xué)院（NITTTR）是印度政府教育部（MoE）下屬的一所自主教育機(jī)構(gòu)。NITTTR 的目標(biāo)是成為促進(jìn)技術(shù)教育系統(tǒng)卓越發(fā)展的領(lǐng)先機(jī)構(gòu)。
　　
　　作為其數(shù)字項(xiàng)目計(jì)劃的一部分，NITTTR 已建立了多個(gè)實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)，作為其官方培訓(xùn)課程的一部分，包括數(shù)字孿生、嵌入式人工智能 (EAI) 和虛擬現(xiàn)實(shí)等項(xiàng)目。
　　
　　NITTTR 致力于引入數(shù)字孿生模型，并將其納入課程、 在課程中，師生們可以通過融合模擬和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)，更好地了解實(shí)施數(shù)字孿生的重要性和影響。
　　
　　面臨的挑戰(zhàn)
　　
　　作為數(shù)字孿生計(jì)劃的一部分，NITTTR 需要建立一個(gè)能代表現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景的實(shí)用模型。該模型在設(shè)計(jì)和運(yùn)行方面都必須具備足夠的復(fù)雜性。要?jiǎng)?chuàng)建這樣一個(gè)模型，需要一個(gè)技術(shù)平臺(tái)，使用戶能夠創(chuàng)建一個(gè)同時(shí)解決物理和數(shù)據(jù)問題的數(shù)字孿生模型。這樣的模型可以幫助用戶更好地理解模型的運(yùn)行，從而對(duì)未來的設(shè)計(jì)要求提出見解。為此，NITTTR 認(rèn)為風(fēng)力渦輪機(jī)是一個(gè)理想的真實(shí)世界分析場(chǎng)景。他們選擇 Altair 來開發(fā)這個(gè)模型。
　　
　　數(shù)字孿生平臺(tái)：物理模擬、數(shù)據(jù)分析和 AI/ML 的獨(dú)特融合
　　
　　NITTTR 選擇對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)進(jìn)行建模，是因?yàn)樗鼈兪菑?fù)雜的機(jī)器，面臨著獨(dú)特的挑戰(zhàn)。例如，風(fēng)力渦輪機(jī)的制造、安裝和維護(hù)成本很高。風(fēng)力渦輪機(jī)還面臨著惡劣、不斷變化的天氣，使其維護(hù)計(jì)劃難以預(yù)測(cè)。日常維護(hù)、定期檢查和實(shí)時(shí)分析是確保風(fēng)力渦輪機(jī)在整個(gè)使用壽命內(nèi)保持功能和效率的重要步驟。這些特點(diǎn)使風(fēng)力渦輪機(jī)成為數(shù)字孿生系統(tǒng)的理想基礎(chǔ)。
　　
　　Altair解決方案
　　
　　數(shù)字孿生是物理對(duì)象、流程或服務(wù)（如風(fēng)力渦輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)械臂甚至建筑物）的數(shù)字呈現(xiàn)。它實(shí)現(xiàn)了物理模型和虛擬模型之間的實(shí)時(shí)通信，可用于模擬物理系統(tǒng)，以達(dá)到性能測(cè)試、安裝、預(yù)測(cè)健康狀況等各種目的。
　　
　　Altair 的數(shù)字孿生解決方案非常適合創(chuàng)建精確的風(fēng)機(jī)虛擬模型，不僅能夠同時(shí)解決物理和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的孿生問題，還可以同時(shí)分析項(xiàng)目的工程和運(yùn)行方面。因此 Altair 的解決方案能夠滿足NITTTR的要求。
　　
　　風(fēng)車的有限元 (FE) 模型
　　
　　數(shù)據(jù)融合：FeModel 中的強(qiáng)制激勵(lì)與加速度計(jì)位置對(duì)比。
　　
　　NITTTR還利用了 Altair 強(qiáng)大的專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)，進(jìn)一步定義模型并擴(kuò)大項(xiàng)目范圍。這使得NITTTR能夠更好地教授數(shù)字孿生技術(shù)。
　　
　　對(duì)于 NITTTR 來說，一個(gè)物理垂直軸風(fēng)力渦輪機(jī)被安裝、調(diào)試，并與各種傳感器、加速度計(jì)、應(yīng)變儀和風(fēng)速計(jì)連接。傳感器還經(jīng)過校準(zhǔn)，并與運(yùn)行 Altair 機(jī)器學(xué)習(xí)和 CAE 軟件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接。
　　
　　結(jié)果：觀察到的 FE 應(yīng)變與實(shí)驗(yàn)應(yīng)變
　　
　　在此基礎(chǔ)上，使用 Altair Embed®、Altair® RapidMiner® 數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、Altair® HyperGraph® 和 Altair® OptiStruct® 對(duì)風(fēng)機(jī)的數(shù)字孿生進(jìn)行計(jì)算。這些工具涵蓋數(shù)據(jù)采集、建模、數(shù)據(jù)可視化和處理以及有限元（FE）建模和分析。
　　
　　由于風(fēng)力渦輪機(jī)大多位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，這些工具非常有用，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S用戶通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)遠(yuǎn)程訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。通過將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)應(yīng)用到虛擬模型中，團(tuán)隊(duì)和組織可以利用風(fēng)力渦輪機(jī)的數(shù)字孿生系統(tǒng)更好地預(yù)測(cè)和制定維護(hù)計(jì)劃。
　　
　　關(guān)鍵結(jié)果
　　
　　通過 Altair 的數(shù)字孿生解決方案，NITTTR能夠持續(xù)觀察虛擬風(fēng)力渦輪機(jī)的參數(shù)，從而提高物理資產(chǎn)的性能，并向?qū)W生和用戶展示數(shù)字孿生技術(shù)的基本概念。
　　
　　得益于 Altair 技術(shù)，NITTTR 能夠利用兩個(gè)數(shù)據(jù)集開發(fā)出機(jī)器學(xué)習(xí)模型，這兩個(gè)數(shù)據(jù)集由使用加速度計(jì)和應(yīng)變計(jì)收集的 18000 次測(cè)試組成。這些數(shù)據(jù)包括一組健康數(shù)據(jù)和另一組通過在結(jié)構(gòu)上引入斷裂以記錄故障而收集的數(shù)據(jù)。
　　
　　總體而言，該模型能夠以 97% 的準(zhǔn)確率預(yù)測(cè)風(fēng)力渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)的 "良好 "狀態(tài)，以 95% 的準(zhǔn)確率預(yù)測(cè)風(fēng)力渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)的 "故障 "狀態(tài)。通過對(duì)健康和故障結(jié)構(gòu)的有限元模型應(yīng)用不同的激勵(lì)頻率，觀測(cè)到的物理應(yīng)變與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常吻合。
　　
　　總之，數(shù)字孿生將繼續(xù)存在，在未來，隨著成本削減，效率和安全性的提高，風(fēng)能行業(yè)將加速采用數(shù)字孿生技術(shù)。
　　
　　關(guān)于 Altair 澳汰爾
　　
　　Altair（納斯達(dá)克股票代碼：ALTR）是計(jì)算科學(xué)和智能領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者之一，在仿真、高性能計(jì)算 (HPC) 和人工智能等領(lǐng)域提供軟件和云解決方案。Altair 能使跨越廣泛行業(yè)的企業(yè)們?cè)谶B接的世界中更高效地競(jìng)爭(zhēng)，并創(chuàng)造更可持續(xù)的未來。
　　
　　公司總部位于美國(guó)密歇根州，服務(wù)于13000多家全球企業(yè)，應(yīng)用行業(yè)包括汽車、消費(fèi)電子、航空航天、能源、機(jī)車車輛、造船、國(guó)防軍工、金融、零售等。