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2022年12月28日 星期三

 
數位孿生橋拯救現實世界的兄弟姐妹



Forbes

沒有多少能震撼 Kjetil Sletten,他是一位高階工程師,負責管理橋樑維護挪威公共道路管理局(NPRA)。 但當 Sletten 在 2021 年 4 月收到自動通知,說挪威中部一座橋上的運動感測器已經脫離了天平時,他的直覺告訴他,他需要親眼看看。


挪威的橋樑有著出色的安全記錄,但沿著挪威主要南北高速公路的近 80 年曆史的斯塔沃橋一直是 NPRA 工程師一直關注的問題。 與全球許多老橋樑一樣,混凝土拱橋的建造的交通量和負荷不到今天一半的時間。甚至在 4 月事件之前,卡車就被要求一次以較低的速度向一個方向穿過橋樑。

當斯萊滕到達橋樑時,他感覺到鋼筋混凝土結構在他下面移動。

Sletten 回憶說:「我看到橋的盡頭上下移動,每輛卡車經過,心想,‘這看起來一點都不好’。」 意識到其中一個橋臺沒有支撐,Sletten 用他的車輛冷靜地堵塞了北行車道的交通,並叫了道路工作人員來管理交通。


與此同時,一座臨時橋樑已經投入營運,而一座新橋正在建設中。

在危急情況下檢測、理解和反應

多虧了 SAP 的解決方案,Sletten 能夠快速做出反應,該解決方案結合了物聯網感測器、數位孿生技術和資產智慧,實時洞察橋樑行為。SAP 企業產品開發是一類新的工具,當局可以使用它遠端監控其道路資產,計劃維護,並在極端情況下預測結構故障。

挪威 5800 座橋樑的平均年齡為 36 歲,每五年進行例行檢查。這些橋樑被認為是安全的,但斯塔沃橋被用來使用數位孿生技術,測試一個新的即時監控和預測系統,這是 NPRA 的智慧遠見和好運的結合。

NPRA 營運和維護部門技術總監 Trond Michael Andersen 說:「我不想考慮如果橋上沒有這種儀器,可能會發生什麼。」「它讓我們對橋樑的完整性有了很大的洞察力,使我們能夠在危急情況下檢測、理解和做出反應。」


人眼看不到橋樑上的大部分磨損。但最新的數位孿生技術可以在應力對結構造成損害之前辨識它們。

SAP 企業產品開發高階專案經理 Marit Reiso 說:「藉助 SAP 的雲解決方案,NPRA 可以立即對異常行為做出反應,並在開發的早期階段將問題定位在工程師無法目視檢查的地點。」「這增加了好處,因為在例行檢查期間,必須停止交通以檢視整個橋樑,在非操作條件下可能無法辨識結構問題。」

值得注意的是,後來發現斯塔沃橋的缺陷不會導致坍塌,但它可能會導致更大的破壞,並需要關閉該國最重要的南北過境路線之一的結構和堵塞。

正如 NPRA 的 Andersen 所說,「橋樑之所以重要,不僅是因為它們縮短了旅行時間。它們對拯救生命的醫療保健服務和救災工作相當重要。」 美國密西西比河大橋強行關閉,這就證明瞭對運輸潛在影響的一個例子

世界各地的數百萬老化橋樑上的時鐘在滴答作響。僅在美國,在 60 多萬座橋樑中,就有 54,000 多座被評為「結構缺陷」。歐洲國家也敲響了警報,如果沒有適當的監測和維護,預計會出現更多像義大利熱那亞莫蘭迪大橋這樣的橋樑故障。

隨著金磚四國國家和其他成長市場不斷擴大的發展增加道路的使用,這個問題預計會惡化

更多數位、智慧和自動化的道路

安徒生認識到技術,在保持挪威道路開放和安全方面的優勢。作為一個由島嶼、半島和山脈組成的崎嶇國家,它擁有 94,000 公里的複雜道路網路,由橋樑和隧道連線 —— 其中許多位於偏遠地形上。NPRA 將很快引入用於檢查、監控和維修的資產管理系統。

Andersen 說:「道路正變得更加數位化、智慧和自動化,對資產管理系統管理所有資料的要求只會增加。」「我們期望這個系統能幫助我們變得更具預測性。」

為國家道路系統引入資產管理系統不是一件簡單的任務,但安德森持長期觀點,因為他知道整個 NPRA 的技術變革,必須伴隨著文化變革。

他說:「我們必須調整最佳實踐,並吸取其他資產密集型行業的經驗教訓,以發展我們的組織、工具、方法,我們正在整合所有這些方面。」

正如他所說,技術和資料是實現所需結果的「大公式的一部分」:「我們正處於這個過程中,這需要付出巨大的努力,但我們會實現的。」



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