通過數(shù)字孿生解決方案實現(xiàn)水下農(nóng)業(yè)革命

Siemens Digital Industries Software 宣布，專注于可持續(xù)水下作物種植的初創(chuàng)公司 Nemo‘s Garden 部署了 Siemens 的 Xcelerator 軟件和服務組合，以縮短其創(chuàng)新周期并更快地向工業(yè)化和規(guī)?；~進。

Nemo’s Garden 的關鍵創(chuàng)新是水下生物圈，是一種獨特的水下溫室，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、豐富的氧氣和對害蟲的固有保護– 為作物種植創(chuàng)造理想環(huán)境。

該團隊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)種植的植物營養(yǎng)更豐富。實現(xiàn)目標的下一個重大障礙是將這個原型轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢栽谌蚍秶鷥?nèi)部署的解決方案。

嚴寒的冬季、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生長周期，這意味著每年只有一個創(chuàng)新周期。生長周期中的設計變更、冗長的物理測試和繁重的手動監(jiān)控過程導致 Nemo‘s Garden 團隊尋找加速創(chuàng)新和擴大運營的方法。

該團隊聯(lián)系了 TekSea 的 Matteo Cavalleroni，以了解如何利用尖端技術(shù)來實現(xiàn)他們的目標。經(jīng)過初步咨詢，西門子受邀加入該項目，利用 Xcelerator 軟件及其服務組合幫助 Nemo’s Garden 進入下一階段的發(fā)展，并為工業(yè)化/商品化做好準備。

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? 軟件的設計演變，還可以模擬其中的生長條件、設備對水體的影響，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世界中測試對生物圈的適應性，使團隊能夠以極大的速度改進設計。

Siemens 的 Xcelerator 是一個全面、集成的軟件、服務和應用程序開發(fā)平臺組合。

邊緣監(jiān)控

除了設計物理生物圈外，Nemo’s Garden 還需要優(yōu)化和擴展種植、跟蹤和收獲植物的過程。為了創(chuàng)建一個不依賴于派遣訓練有素的潛水員來收集數(shù)據(jù)的可持續(xù)業(yè)務，創(chuàng)建了一種完全數(shù)字化的自動化方法，該方法利用了西門子在利用軟件實現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)實踐自動化方面的經(jīng)驗。

使用 Siemens 的 MindSphere? 服務分析了生長周期的現(xiàn)有視頻以及來自相同目標作物的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)操作、不同生長階段和健康狀況的參考數(shù)據(jù)。由此，西門子能夠訓練機器學習算法來監(jiān)測植物生長以及圓頂內(nèi)的環(huán)境條件。

當將該算法部署到每個生物圈中的西門子工業(yè)邊緣計算設備上時，可以在整個季節(jié)通過基于云的儀表板從任何地方實時監(jiān)控植物。下一季，這些工業(yè)邊緣設備將連接到執(zhí)行器——在整個季節(jié)自動調(diào)節(jié)空氣循環(huán)、濕度、灌溉和營養(yǎng)劑量。這將成為全球農(nóng)業(yè)服務的基礎，針對海底作業(yè)進行優(yōu)化，并針對世界上的每一個海洋進行調(diào)整。

雖然新設計的生物圈要到下一個生長季節(jié)才會部署，但生長環(huán)境的綜合數(shù)字雙胞胎使團隊能夠繼續(xù)計劃進一步優(yōu)化他們的設計并自動化他們的全球部署流程。

審核編輯：郭婷