数字控制技术和软件引领了设备操作的革命。通过使用数字孪生分析和智能，企业可以避免计划外停机，并通过对每个资产的整体视图指导下使用准确的预测性维护程序来优化整体运营和维护(O&M)成本。
数字孪生最常被定义为物理资产、系统或过程的软件表示。对于资产，它可能包括整个资产类别的物理特征、工程规格、故障模式和其他基本信息。数字双胞胎还包括特定于资产的特征和历史数据，如操作环境、维护历史和故障趋势。最后，数字双胞胎包括训练有素的分析，以检测、诊断和预测新出现的问题。在发电行业，这些资产数字孪生分析在试图保持关键的工厂组件运行时使用最多。
通过使用数字孪生技术，组织可以积累有关物理资产操作的信息。其结果是:工业组织最终得到了一个数字结构，它知道关于设计、建筑或制造、过去和当前操作以及物理资产服务的一切。这些知识可以帮助指导维护程序并确定其优先级。如果以分析、模型或其他算法技术(如机器学习)的形式加入智能，组织就可以完全从预防和反应性措施转向更优化、完全预测的战略。
使用数字双胞胎软件可以提供多种好处，包括:
提高可靠性和可用性监控、模拟和控制资产、流程或网络，作为提高系统性能的有效策略
更低的维护成本在故障发生前预测问题，在不影响生产目标的情况下订购零件并安排维修
提高劳动力生产率-根据重要性和成本，而不是基于时间表的维护实践，优先进行维护
提高可靠性和可用性
数字双胞胎能够提供的最重要的回报之一是，通过对预期状态和观察状态进行建模，使公司能够预测或识别资产的故障，从而提高可靠性和性能。使用数字孪生蓝图，运营部门的分析师可以在指定的维护策略和实际执行的维护环境中利用结构化时间序列数据和非结构化数据，包括过程参数和状态警报。他们还可以与其他资产比较运营状况和业绩。
数字孪生分析还可以提供重要的诊断指导，帮助快速评估当前问题，并了解故障的潜在原因，有助于防止未来再次发生故障。例如，冷凝增压泵(CBP)的泵内轴承温度升高，表明发电厂的冷却水受到限制。温度上升到126华氏度(52摄氏度)，预期值约为110华氏度(43摄氏度)，两个冷凝液增压泵的其他轴承温度没有上升。
经过调查，工厂的运营团队了解到，根本原因是流向轴承的冷却水流量减少。冲洗完冷却水管路后，温度恢复到预期值。如果温度继续升高，轴承可能已经损坏，需要过早更换轴承，并可能导致后续的生产损失。
更低的维护成本和更多
使用数字双胞胎技术的发电机可以省钱。在某电厂，由于海水潮汐条件，冷却水泵轴承的电机振动比模型预测值有所增加，但在退潮条件下恢复正常。当使用数字孪生技术识别出偏差后，现场团队进行了局部振动检查，确定泵的蜘蛛支承轴承出现了裂缝，并且随着持续运行而变得更糟。
在更换泵后，通过观察所有潮汐条件下的实际值与模型预测值的比较，团队能够验证维护操作是成功的。由于提前通知，该公司避免了爬行器支撑轴承的完全故障，避免了额外的泵损坏和潜在的泵跳闸。此外，可以将泵替换为低负荷运行的机组，以保持冷凝器背压低于机组跳闸水平。提前预警可以在低电价期间安排更换泵，以最大限度地减少低负荷运行机组的财务影响。
通过早期检测可以避免的另一个工厂问题是设备故障，包括更换设备的成本和完成修复的停机时间。在一个联合循环装置中，对冷凝水泵自动启动机制故障的早期预警防止了水泵的早期故障。数字孪生技术检测到备用冷凝水泵每班自动启动多次。警报发出后，该公司发现表现不佳的泵上的排放阀被卡在关闭位置。现场的操作团队对阀门进行了维护。在通知之前，该网站并不知道这个问题。维护完成后，站点运行恢复到预期状态。由于提前通知，该公司能够防止备用泵和启动器过早失效。
提高劳动力生产力
公司最有价值的资产之一就是员工。充分利用他们的时间是一个关键的战略优先事项。因此，将维护活动保持在设定的时间表上是有意义的，而不是将员工从其他活动中拉出来以应对紧急情况。这也是一种更好的商业策略，可以影响生产、质量和底线。
在联合循环发电厂，数字双胞胎技术检测到给水泵上的再循环阀的潜在问题。考虑到当前的操作条件，维护团队预计实际再循环阀位置与要求的再循环阀位置之间的差值在5%左右。然而，实际数值却高达8.5%。在接下来的几周里，团队监测了这个问题。阀门的性能开始迅速恶化，实际阀门位置与要求阀门位置之间的差异高达20%。随后，该团队在阀门上发现了一个故障的转换器，并更换了它。
由于对该故障进行了早期预警，团队有机会计划其维护行动。如果这个问题没有及时纠正，可能会导致泵跳闸，造成意外的产量损失。
在另一个例子中，数字双胞胎技术检测到联合循环设施的锅炉给水泵的偏差。具体来说，舷外轴承振动从0.15英寸/秒(in/sec)增加到0.20英寸/秒。在看到警报后，维护团队在一次例行停机中发现了损坏的轴承，并纠正了这个问题。
由于其数字双胞胎的早期通知，该团队能够在常规计划关闭期间纠正问题，防止轴承完全故障。在维护完成后，通过观察实际值返回到模型预测的估计值，该技术可以让团队看到它是成功的。据估计，这次捕获节省了大约93,000美元的成本。
利用数字孪生技术
一些软件供应商提供某种形式的数字孪生智能和预测分析，尽管他们技术的完整性和复杂性各不相同。最完整的产品通常是更广泛的资产性能管理(APM)解决方案的一个组成部分，该解决方案利用数字孪生预测分析和智能来推动维护程序和整体战略。另外，还有一些外包管理服务产品，它们使用预测分析作为全天候监控和诊断交钥匙解决方案的基础。
数字双胞胎软件正在帮助发电公司适应日益具有挑战性的环境，受到监管、市场和技术趋势的影响。这种数字化转型将帮助他们实现业务目标。