通過(guò)數(shù)字孿生解決方案實(shí)現(xiàn)水下農(nóng)業(yè)革命

Siemens Digital Industries Software 宣布，專(zhuān)注于可持續(xù)水下作物種植的初創(chuàng)公司 Nemo‘s Garden 部署了 Siemens 的 Xcelerator 軟件和服務(wù)組合，以縮短其創(chuàng)新周期并更快地向工業(yè)化和規(guī)模化邁進(jìn)。

Nemo’s Garden 的關(guān)鍵創(chuàng)新是水下生物圈，是一種獨(dú)特的水下溫室，能夠利用海洋的積極環(huán)境因素——溫度穩(wěn)定性、蒸發(fā)水生成、二氧化碳吸收、豐富的氧氣和對(duì)害蟲(chóng)的固有保護(hù)– 為作物種植創(chuàng)造理想環(huán)境。

該團(tuán)隊(duì)不僅成功地從其原型生物圈中收獲了多種作物，還發(fā)現(xiàn)在這種環(huán)境中種植的植物比傳統(tǒng)種植的植物營(yíng)養(yǎng)更豐富。實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的下一個(gè)重大障礙是將這個(gè)原型轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢栽谌蚍秶鷥?nèi)部署的解決方案。

嚴(yán)寒的冬季、短暫的夏季和最初的海底使用許可限制將 Nemo 的花園限制在一年一個(gè)生長(zhǎng)周期，這意味著每年只有一個(gè)創(chuàng)新周期。生長(zhǎng)周期中的設(shè)計(jì)變更、冗長(zhǎng)的物理測(cè)試和繁重的手動(dòng)監(jiān)控過(guò)程導(dǎo)致 Nemo‘s Garden 團(tuán)隊(duì)尋找加速創(chuàng)新和擴(kuò)大運(yùn)營(yíng)的方法。

該團(tuán)隊(duì)聯(lián)系了 TekSea 的 Matteo Cavalleroni，以了解如何利用尖端技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)他們的目標(biāo)。經(jīng)過(guò)初步咨詢(xún)，西門(mén)子受邀加入該項(xiàng)目，利用 Xcelerator 軟件及其服務(wù)組合幫助 Nemo’s Garden 進(jìn)入下一階段的發(fā)展，并為工業(yè)化/商品化做好準(zhǔn)備。

Nemo‘s Garden 生物圈的綜合數(shù)字雙胞胎已經(jīng)建成，不僅包括使用 Siemens NX? 軟件的設(shè)計(jì)演變，還可以模擬其中的生長(zhǎng)條件、設(shè)備對(duì)水體的影響，以及作為安裝它們的完整環(huán)境——所有這些都使用 Siemens 的 Simcenter? STAR-CCM+? 軟件完成?？梢栽谔摂M世界中測(cè)試對(duì)生物圈的適應(yīng)性，使團(tuán)隊(duì)能夠以極大的速度改進(jìn)設(shè)計(jì)。

Siemens 的 Xcelerator 是一個(gè)全面、集成的軟件、服務(wù)和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)組合。

邊緣監(jiān)控

除了設(shè)計(jì)物理生物圈外，Nemo’s Garden 還需要優(yōu)化和擴(kuò)展種植、跟蹤和收獲植物的過(guò)程。為了創(chuàng)建一個(gè)不依賴(lài)于派遣訓(xùn)練有素的潛水員來(lái)收集數(shù)據(jù)的可持續(xù)業(yè)務(wù)，創(chuàng)建了一種完全數(shù)字化的自動(dòng)化方法，該方法利用了西門(mén)子在利用軟件實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)實(shí)踐自動(dòng)化方面的經(jīng)驗(yàn)。

使用 Siemens 的 MindSphere? 服務(wù)分析了生長(zhǎng)周期的現(xiàn)有視頻以及來(lái)自相同目標(biāo)作物的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)操作、不同生長(zhǎng)階段和健康狀況的參考數(shù)據(jù)。由此，西門(mén)子能夠訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)算法來(lái)監(jiān)測(cè)植物生長(zhǎng)以及圓頂內(nèi)的環(huán)境條件。

當(dāng)將該算法部署到每個(gè)生物圈中的西門(mén)子工業(yè)邊緣計(jì)算設(shè)備上時(shí)，可以在整個(gè)季節(jié)通過(guò)基于云的儀表板從任何地方實(shí)時(shí)監(jiān)控植物。下一季，這些工業(yè)邊緣設(shè)備將連接到執(zhí)行器——在整個(gè)季節(jié)自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣循環(huán)、濕度、灌溉和營(yíng)養(yǎng)劑量。這將成為全球農(nóng)業(yè)服務(wù)的基礎(chǔ)，針對(duì)海底作業(yè)進(jìn)行優(yōu)化，并針對(duì)世界上的每一個(gè)海洋進(jìn)行調(diào)整。

雖然新設(shè)計(jì)的生物圈要到下一個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)才會(huì)部署，但生長(zhǎng)環(huán)境的綜合數(shù)字雙胞胎使團(tuán)隊(duì)能夠繼續(xù)計(jì)劃進(jìn)一步優(yōu)化他們的設(shè)計(jì)并自動(dòng)化他們的全球部署流程。

審核編輯：郭婷