A Forecast of the "Digital Twin" Technology Introduction in the Fuel and Energy and Mineral Resources Complexes
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2024-6-30-37Keywords:
digital twin, fuel and energy complex, mineral resources complex, digital transformation, industry 4.0 technologies, software, instrumentation, soft loan, tax maneuverAbstract
The article considers a forecast for the development of the "Digital Twin" technology up to 2035 for domestic companies relating to the fuel and energy and mineral resources complexes. The possibility of technology implementation is assessed, and the problems arising during its implementation are analyzed.
Systematization and generalization of sources on the topic are used as the research method.
Three forecast scenarios are modeled: basic, negative and innovative. The forecast is done proceeding from the basic scenario and was elaborated considering the factors that take into account the influence of the political environment, economic environment of companies, availability of skilled personnel, import substitution processes, and changes in legislation.
The study results can be used by fuel and energy complex companies to identify challenges encountered in implementing the digital twin, and by the government to identify financial support measures for the development of the technology.
A conclusion has been drawn that Russian fuel and energy complex companies are unable to implement digital twin technology on a mass scale until 2035 unless financial support measures are provided and additional university training programs are set up. The import substitution problem will remain unsolved: the dependence on China's market of instrumentation and control (I&C) devices will only decrease to 65% by 2035.
References
2. Концепция «Цифровая трансформация 2030» ПАО «Россети» [Электрон. ресурс] https://www.rossetivolga.ru/i/files/2019/2/7/kontseptsiya_tsifrovaya_transformatsiya_2030.pdf (дата обращения 20.03.2024).
3. Прохоров А., Лысачев А. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт. М.: Изд-во АльянсПринт, 2020.
4. Тягунов М.Г., Шевердиев Р.П. Использование цифрового двойника гибридных энергетических комплексов для оптимизации их параметров и режимов // Вестник МЭИ. 2023. № 3. С. 109—118.
5. Массель Л.В., Массель А.Г. Семантическое моделирование при построении цифровых двойников энергетических объектов и систем // Онтология проектирования. 2023. № 1(47). С. 44—54.
6. Семенов П.В., Семишкур Р.П., Дяченко И.А. Концептуальная модель реализации технологии «цифровых двойников» для предприятий нефтегазового комплекса // Газовая промышленность. 2019. № 7(787). С. 24—30.
7. Габидуллин И.Р., Федоров С.Н. Применение цифровых двойников в нефтегазовой отрасли // Актуальные исследования. 2023. № 25-1(155). С. 56—60.
8. Трегуб О.С., Бахаева Ю.В., Варламов П.П. Использование цифровых двойников в горнодобывающей промышленности // Образование. Наука. Производство: Материалы XIV Международного молодежного форума. Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2022. С. 164—168.
9. Шибанов Д.А., Иванов С.Л., Иванов А.А. Цифровые двойники в горном машиностроении, как инструмент повышения эффективности эксплуатации горных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 3-1. С. 3—13.
10. ELVIS has Entered the Building [Электрон. ресурс] https://www.fingridlehti.fi/en/elvis-asset-andoperation-platform/#df86f247 (дата обращения 20.03.2024).
11. Моделирование переходных процессов в ЭЭС в режиме реального времени [Электрон. ресурс] https://цдэс.рф/ (дата обращения 20.03.2024).
12. Итоги работы в Республике Карелия, где электроснабжение обеспечивают «Россети Северо-Запад» и «Россети ФСК ЕЭС» [Электрон. ресурс] https://suojarvi.ru/news/5945/ (дата обращения 20.03.2024).
13. Тарануха Н.Л., Семёнова С.В., Панков С.Н. Цифровой двойник — эффективный инструмент цифровой трансформации промышленных предприятий // Интеллектуальные системы в производстве. 2023. № 3. С. 11—26.
14. Компания «КРЫМТЭЦ» ввела в эксплуатацию первую виртуальную электростанцию [Электрон. ресурс] https://krimtec.ru/info/news/kompaniya-krymtets-vvela-v-ekspluatatsiyu-pervuyu-virtualnuyu-elektrostantsiyu/ (дата обращения 20.03.2024).
15. Гогия С.Т., Шулумба В. М. Особенности партнерства власти и бизнеса в реализации целей национального проекта «цифровая экономика» // Экономика и управление: проблемы, решения. 2019. № 1(5). С. 32—40.
16. Т Плюс создает первого в стране «цифрового двойника» ТЭЦ [Электрон. ресурс] https://www.tplusgroup.ru/org/sverdlovsk/news/single/item/t-pljus-sozdaet-pervogo-v-strane-cifrovogo-dvoinika-t/ (дата обращения 20.03.2024).
17. Синицын С.Н. Необходимость создания цифровых двойников в России // Экономика и управление: проблемы, решения. 2024. № 3(144). С. 77—84.
18. Будущие цифровые будни РусГидро [Электрон. ресурс] https://www.vestnik-rushydro.ru/articles/2-fevral-2019/nauka-i-tekhnologii/budushchie-tsifrovye-budni-rusgidro/ (дата обращения 20.03.2024).
19. Виртуально-цифровая АЭС с ВВЭР [Электрон. ресурс] https://rosenergoatom.ru/about/programmnye-produkty/virtualno-tsifrovaya-aes-s-vver/ (дата обращения 20.03.2024).
20. Энергетика [Электрон. ресурс] https://prana-system.com/otraslevye-resheniya/energetika/ (дата обращения 20.03.2024).
21. Загребельная М., Швецова А. Совет ЕС утвердил 13-й пакет антироссийских санкций [Электрон. ресурс] https://www.vedomosti.ru/politics/articles/2024/02/23/1021922-sovet-es-utverdil (дата обращения 20.03.2024).
22. Козлов Д. Потолок им не указ [Электрон. ресурс] https://www.kommersant.ru/doc/5748752 (дата обращения 20.03.2024).
23. Кобзева О. Analysis: Gazprom's Export Revenue May Fall by 50% in 2023 [Электрон. ресурс] https://www.reuters.com/business/energy/gazproms-export-revenue-may-fall-by-50-2023-2023-02-14/ (дата обращения 20.03.2024).
24. Тихонов С. Что ждет российскую добычу и экспорт угля в следующем году [Электрон. ресурс] https://rg.ru/2022/12/08/prognoz-porody.html (дата обращения 20.03.2024).
25. Тюкаев Р. Рынок контрольно-измерительного оборудования в России: работа в условиях жёстких ограничений [Электрон. ресурс] https://www.cta.ru/articles/soel/2023/2023-4/169230/ (дата обращения 20.03.2024).
26. Тельманов Д. Рынок ИИ растет, но от господдержки не отказывается [Электрон. ресурс] https://www.comnews.ru/content/227429/2023-07-14/2023-w28/rynok-ii-rastet-no-gospodderzhki-ne-otkazyvaetsya (дата обращения 20.03.2024).
---
Для цитирования: Тульский В.Н., Труханов П.А., Сергеев Е.А., Плеханов С.М., Овчаренко А.Н., Гущина Т.Н., Миронова С.И. Прогноз внедрения технологии «Цифровой двойник» в топливно-энергетическом и минерально-сырьевом комплексах // Вестник МЭИ. 2024.№ 6. С. 30—37. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-6-30-37
---
Работа выполнена студентами НИУ «МЭИ» под руководством кандидата технических наук директора института электроэнергетики и электротехники НИУ «МЭИ» В.Н. Тульского для Молодёжного глобального прогноза развития энергетики — соревнования среди молодёжных команд образовательных организаций высшего образования и отраслевых компаний, направленного на формирование научно-обоснованных предположений относительно будущих параметров развития энергетики до 2035 г.
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Rasporyazhenie Pravitel'stva Rossiyskoy Federatsii № 1523-r ot 09 Iyunya 2020 g. «Energeticheskaya Strategiya Rossiyskoy Federatsii na Period do 2035 Goda».(in Russian).
2. Kontseptsiya «Tsifrovaya Transformatsiya 2030» PAO «Rosseti» [Elektron. Resurs] https://www.rossetivolga.ru/i/files/2019/2/7/kontseptsiya_tsifrovaya_transformatsiya_2030.pdf (Data Obrashcheniya 20.03.2024). (in Russian).
3. Prokhorov A., Lysachev A. Tsifrovoy Dvoynik. Analiz, Trendy, Mirovoy Opyt. M.: Izd-vo Al'yansPrint, 2020. (in Russian).
4. Tyagunov M.G., Sheverdiev R.P. Ispol'zovanie Tsifrovogo Dvoynika Gibridnykh Energeticheskikh Kompleksov dlya Optimizatsii Ikh Parametrov i Rezhimov. Vestnik MEI. 2023;3:109—118. (in Russian).
5. Massel' L.V., Massel' A.G. Semanticheskoe Modelirovanie pri Postroenii Tsifrovykh Dvoynikov Energeticheskikh Ob'ektov i Sistem. Ontologiya Proektirovaniya. 2023;1(47):44—54. (in Russian).
6. Semenov P.V., Semishkur R.P., Dyachenko I.A. Kontseptual'naya Model' Realizatsii Tekhnologii «Tsifrovykh Dvoynikov» dlya Predpriyatiy Neftegazovogo Kompleksa. Gazovaya Promyshlennost'. 2019;7(787):24—30. (in Russian).
7. Gabidullin I.R., Fedorov S.N. Primenenie Tsifrovykh Dvoynikov v Neftegazovoy Otrasli. Aktual'nye Issledovaniya. 2023;25-1(155):56—60. (in Russian).
8. Tregub O.S., Bakhaeva Yu.V., Varlamov P.P. Ispol'zovanie Tsifrovykh Dvoynikov v Gornodobyvayushchey Promyshlennosti. Obrazovanie. Nauka. Proizvodstvo: Materialy XIV Mezhdunarodnogo Molodezhnogo Foruma. Belgorod: Belgorodskiy Gosudarstvennyy Tekhnologicheskiy Universitet im. V.G. Shukhova, 2022:164—168. (in Russian).
9. Shibanov D.A., Ivanov S.L., Ivanov A.A. Tsifrovye Dvoyniki v Gornom Mashinostroenii, kak Instrument Povysheniya Effektivnosti Ekspluatatsii Gornykh Mashin. Gornyy Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2022;3-1:3—13. (in Russian).
10. ELVIS has Entered the Building [Elektron. Resurs] https://www.fingridlehti.fi/en/elvis-asset-andoperation-platform/#df86f247 (Data Obrashcheniya 20.03.2024).
11. Modelirovanie Perekhodnykh Protsessov v EES v Rezhime Real'nogo Vremeni [Elektron. Resurs] https://tsdes.rf/ (Data Obrashcheniya 20.03.2024). (in Russian).
12. Itogi Raboty v Respublike Kareliya, gde Elektrosnabzhenie Obespechivayut «Rosseti Severo-Zapad» i «Rosseti FSK EES» [Elektron. Resurs] https://suojarvi.ru/news/5945/ (Data Obrashcheniya 20.03.2024). (in Russian).
13. Taranukha N.L., Semenova S.V., Pankov S.N. Tsifrovoy Dvoynik — Effektivnyy Instrument Tsifrovoy Transformatsii Promyshlennykh Predpriyatiy. Intellektual'nye Sistemy v Proizvodstve. 2023;3:11—26. (in Russian).
14. Kompaniya «KRYMTETS» Vvela v Ekspluatatsiyu Pervuyu Virtual'nuyu Elektrostantsiyu [Elektron. Resurs] https://krimtec.ru/info/news/kompaniya-krymtets-vvela-v-ekspluatatsiyu-pervuyu-virtualnuyu-elektrostantsiyu/ (Data Obrashcheniya 20.03.2024). (in Russian).
15. Gogiya S.T., Shulumba V. M. Osobennosti Partnerstva Vlasti i Biznesa v Realizatsii Tseley Natsional'nogo Proekta «Tsifrovaya Ekonomika». Ekonomika i Upravlenie: Problemy, Resheniya. 2019;1(5):32—40. (in Russian).
16. T Plyus Sozdaet Pervogo v Strane «Tsifrovogo Dvoynika» TETS [Elektron. Resurs] https://www.tplusgroup.ru/org/sverdlovsk/news/single/item/t-pljus-sozdaet-pervogo-v-strane-cifrovogo-dvoinika-t/ (Data Obrashcheniya 20.03.2024). (in Russian).
17. Sinitsyn S.N. Neobkhodimost' Sozdaniya Tsifrovykh Dvoynikov v Rossii. Ekonomika i Upravlenie: Problemy, Resheniya. 2024;3(144):77—84. (in Russian).
18. Budushchie Tsifrovye Budni RusGidro [Elektron. Resurs] https://www.vestnik-rushydro.ru/articles/2-fevral-2019/nauka-i-tekhnologii/budushchie-tsifrovye-budni-rusgidro/ (Data Obrashcheniya 20.03.2024). (in Russian).
19. Virtual'no-tsifrovaya AES s VVER [Elektron. Resurs] https://rosenergoatom.ru/about/programmnye-produkty/virtualno-tsifrovaya-aes-s-vver/ (Data Obrashcheniya 20.03.2024). (in Russian).
20. Energetika [Elektron. Resurs] https://prana-system.com/otraslevye-resheniya/energetika/ (Data Obrashcheniya 20.03.2024). (in Russian).
21. Zagrebel'naya M., Shvetsova A. Sovet ES Utverdil 13-y Paket Antirossiyskikh Sanktsiy [Elektron. Resurs] https://www.vedomosti.ru/politics/articles/2024/02/23/1021922-sovet-es-utverdil (Data Obrashcheniya 20.03.2024). (in Russian).
22. Kozlov D. Potolok Im ne Ukaz [Elektron. Resurs] https://www.kommersant.ru/doc/5748752 (Data Obrashcheniya 20.03.2024). (in Russian).
23. Kobzeva O. Analysis: Gazprom's Export Revenue May Fall by 50% in 2023 [Elektron. Resurs] https://www.reuters.com/business/energy/gazproms-export-revenue-may-fall-by-50-2023-2023-02-14/ (Data Obrashcheniya 20.03.2024).
24. Tikhonov S. Chto Zhdet Rossiyskuyu Dobychu i Eksport Uglya v Sleduyushchem Godu [Elektron. Resurs] https://rg.ru/2022/12/08/prognoz-porody.html (Data Obrashcheniya 20.03.2024). (in Russian).
25. Tyukaev R. Rynok Kontrol'no-izmeritel'nogo Oborudovaniya v Rossii: Rabota v Usloviyakh Zhestkikh Ogranicheniy [Elektron. Resurs] https://www.cta.ru/articles/soel/2023/2023-4/169230/ (Data Obrashcheniya 20.03.2024). (in Russian).
26. Tel'manov D. Rynok II Rastet, no ot Gospodderzhki ne Otkazyvaetsya [Elektron. Resurs] https://www.comnews.ru/content/227429/2023-07-14/2023-w28/rynok-ii-rastet-no-gospodderzhki-ne-otkazyvaetsya (Data Obrashcheniya 20.03.2024). (in Russian)
---
The Work was Performed by Students of NRU MPEI under the Guidance of Candidate of Technical Sciences, Director of Electric Power Engineering and Electrical Engineering Institute NRU MPEI V.N. Tulsky for the Youth Global Forecast of Energy Development — a Competition Among Youth Teams of Educational Institutions of Higher Education and Industry Companies Aimed at Forming Scientifically Sound Assumptions about the Future Parameters of Energy Development Until 2035
---
For citation: Tulsky V.N., Trukhanov P.A., Sergeev E.A., Plekhanov S.M., Ovcharenko A.N., Gushchina T.N., Mironova S.I. A Forecast of the "Digital Twin" Technology Introduction in the Fuel and Energy and Mineral Resources Complexes. Bulletin of MPEI. 2024;6:30—37. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-6-30-37
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest

