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技术文 | 增值而非终结——过程行业因数字化而变

  2019年02月21日  

  数字化强势而来,渗入各行各业,改变着人们的工作和生活。在德国,化工行业同样受到数字化的冲击,面临着新一?#20540;?#21464;革。

  数据成为新商业模式的原材料

  市场研究公司Deloitte最近为VCI化学协会开展的一项研究表明:未来的化学行业将以循环经济、可?#20013;?#24615;和数字化为特征,数据首次被确定为关键的生产原材料,由高度数字化和自动化的生产过程来提供。

  数字化带来了新的商业模式:例如,化学公司巴斯夫与打印机制造商惠普之间开始了新合作,希望合作开发、生产和销售用于3D打印的新型材料。制药行业也正朝着基于数字信息的新商业模式发展,整个生产过程和供应链都将发生变化。

  对用户与供应?#35752;?#38388;角色的新理解

  过去,过程行业的自动化专家负责生产过程的自动化和网络化,在某些情况下,他?#24378;?#20197;跨工厂连接和优化生产过程;然而,未来他们将寻求控制整个增值链。来自NAMUR用户协会的专家认为过程行业的数字化基本分为三个阶段:

  1、孤岛运行模式下的系统将被连接在一起。

  2、数据可视化。

  3、整个业务流程的控制电路将关闭,并借助系统的数字镜像?#20113;?#36827;行永久优化。

  当然,这仅仅是理论。熟悉过程行业的人都知道,目前即使是第一阶段也没有实现:工程、调试和后续操作之间的系统中?#24076;?#29978;至是生产系统本身,仍然是当今流程的重要组成部分。过程行业真正实现端到端数字化还有很长的路要走。

  之前,过程自动化专家由于不愿意使用现场总线或无线通信等新技术,导致这些技术发展延迟。如今,这些技术正在加速发展。现在迫?#34892;?#35201;诸如“现场以太网”和统一FDI设备描述之类的通信技术,这些技术将构成数字化的基础。以德国电气和电子制造商协会(ZVEI)和国际过程工业自动化用户协会(NAMUR)为代表的用户和自动化制造商正努力共同开发未来的自动化概念。

  过程自动化的未来:NOA还是OPA?

  正在发展的新系统架构中,用户是驱动力。通过NAMUR标准的开放式架构(NOA),运营商将对过程自动化专?#21307;?#34892;指导,使他们的系统适合工业4.0:现有的自动化结构应该能够通过NOA更迅速地补充快速发展的IT组件。因此,无需耗费很多精力将传感器集成到现有的控制工程系统中,传感器的信息或现场设备中暂未使用的数据就能够完整传输到云,并由应用程序进行评?#39304;OA开放式架构与核心自动化两者之间的最大区别就在于监控和优化任务。来自先前自动化系统的数据通过OPC UA等开放接口传输到云中。

  美国埃克森美孚公司提出的过程自动化新结构(开放式过程自动化或OPA)甚至更进一步:过程自动化的典型金字塔正在消失,并努力朝着完全开放的自动化模型发展,通过OPA结构,智能结构最终将完全转?#39057;?#29616;场,中央过程控制系统的时代即将终结。

  统一工程和模块化自动化

  即使未来NAMUR与专家们的预测有所偏差,德国过程自动化专家也认同他们的美国同行,并且希望看到在系统的整个生命周期中各种自动化工具的集成。因此,未来的自动化系统应该在工程数据?#22411;?#20840;配置。通过“模块类型包”的方法,模块化过程单元应该能够互连并集成到上级控制技术结构中。

  对模块化系统的需求反映了特殊化学品和药品生产的当前趋势:为了能?#29615;?#21153;于不稳定的市场,制造商必须能够在更短的时间内小批量生产产品。传统的系统制造方法耗时太长,未来必须简化生产流程。因此,过程相关单元应设计为模块,并通过标准化接口灵活地连接在一起。事实?#24076;?#20174;逻辑性和统一性方面来看,制造过程也需要更加模块化和自动化。

  通过新业务获得新的过程知识

  过程自动化系统的用户和制造商也在MTP项?#21487;?#25658;手合作。由于工程技术人员水平不断下降,导致用户越来越依赖于供应商。针对这一现象,自动化供应?#35752;?#21147;于提供新的服务:供应商设置类似于控制?#19994;摹安?#20316;?#34892;摹保?#24037;程师在运营阶段通过优化措施和工程任务为用户的过程操作人员提供支持。

  对于自动化专家而言,这些服务不仅仅只是一?#25351;?#21152;产品,同时也是新业务模型的基础,因为对过程行业未来的大数据应用来说,最重要的是:程序的运行机制和运行环?#22330;?/FONT>

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