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數(shù)字化智能化是當(dāng)前制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，無論是對(duì)于離散工業(yè)，還是流程工業(yè)，未來必將通過數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型走向高質(zhì)量發(fā)展之路。

對(duì)于提供數(shù)字化和智能化賦能的自動(dòng)化廠商來說，如何幫助工業(yè)用戶進(jìn)行數(shù)智化轉(zhuǎn)型，自動(dòng)化技術(shù)如何融入先進(jìn)的數(shù)智化技術(shù)從而更進(jìn)一步的演進(jìn)，是關(guān)乎未來發(fā)展的關(guān)鍵課題。

近日，全球流程工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)導(dǎo)廠商霍尼韋爾在廈門舉辦了“數(shù)智未來”2023科技創(chuàng)新大會(huì)，發(fā)布了從項(xiàng)目實(shí)施到卓越運(yùn)營(yíng)、從升級(jí)改造到可持續(xù)發(fā)展的多項(xiàng)過程控制技術(shù)創(chuàng)新成果，并分享了霍尼韋爾應(yīng)對(duì)當(dāng)下和未來工業(yè)變革的發(fā)展戰(zhàn)略。CONTROL ENGINEERING China 邀參加了本次會(huì)議，并采訪了霍尼韋爾過程控制部中國(guó)總經(jīng)理趙江，對(duì)霍尼韋爾如何繼續(xù)踐行工業(yè)自動(dòng)化數(shù)智化的演進(jìn)進(jìn)行了深入交流。

“數(shù)智未來— 2023霍尼韋爾科技創(chuàng)新大會(huì)”現(xiàn)場(chǎng)

Experion PKS HIVE：過程控制系統(tǒng)的新演進(jìn)

在流程工業(yè)，幾乎所有的大型自動(dòng)化控制都是通過DCS來實(shí)現(xiàn)的，而全球第一套DCS系統(tǒng)就是霍尼韋爾在1975年發(fā)明的，之后便成為了行業(yè)發(fā)展的基石。幾經(jīng)迭代，在2003年，霍尼韋爾推出了超越傳統(tǒng)DCS功能的Experion PKS過程知識(shí)系統(tǒng)，再一次引領(lǐng)了過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展。

霍尼韋爾過程控制部中國(guó)總經(jīng)理趙江

而在Experion PKS發(fā)布20周年之際，霍尼韋爾在本次科技創(chuàng)新大會(huì)上又隆重發(fā)布了Experion PKS HIVE（高度集成虛擬化環(huán)境），對(duì)過程控制技術(shù)進(jìn)行了又一次的迭代和演進(jìn)。“高度集成和虛擬化是理解HIVE的兩個(gè)最重要的關(guān)鍵詞，高度集成是指利用現(xiàn)在的數(shù)字化技術(shù)，將工業(yè)生產(chǎn)中各方面的數(shù)據(jù)集成在一起，通過數(shù)據(jù)分析、融合實(shí)現(xiàn)智能化，而虛擬化是指硬件的軟件化，包括控制器的虛擬化和I/O的虛擬化，從而解除傳統(tǒng)上應(yīng)用程序與控制器、控制器與物理I/O之間的綁定。” 趙江解釋道。

相比之前的過程控制系統(tǒng)，Experion PKS HIVE帶來的顯著優(yōu)勢(shì)是，控制系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)施更快、更節(jié)約成本、工程組態(tài)配置更加簡(jiǎn)化，而項(xiàng)目實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)更低。由于HIVE對(duì)I/O進(jìn)行了虛擬化，因此機(jī)柜里面就只有一種類型的通用型I/O，通過軟件設(shè)置就可以對(duì)各類開關(guān)量、輸出量、卡件等進(jìn)行配置，而且在項(xiàng)目實(shí)施最初階段，只要知道信號(hào)的數(shù)量不需要知道信號(hào)的類型，就可以開始啟動(dòng)工程，也不需要等設(shè)計(jì)單位給出I/O配置單后再配置，這樣不僅減少了I/O配置的工程量而且大大縮短了項(xiàng)目實(shí)施周期。針對(duì)HIVE，霍尼韋爾還推出了UPC通用控制柜，將控制柜前移到現(xiàn)場(chǎng)，而且同樣可以用軟件來配置控制策略，從而縮短項(xiàng)目實(shí)施時(shí)間。

霍尼韋爾Experion過程知識(shí)系統(tǒng)（PKS）20周年慶典暨新品發(fā)布現(xiàn)場(chǎng)

以一個(gè)實(shí)際新建工廠應(yīng)用為例，工廠使用了28個(gè)C300控制器，經(jīng)過對(duì)比，大約減少了50%的控制器數(shù)量，通過采用83個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的UPC通用機(jī)柜，減少了約80%的控制柜數(shù)量，而且還由此在工廠網(wǎng)絡(luò)方面減少了80%的光纖和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

“當(dāng)然并不只是在項(xiàng)目實(shí)施階段減少工作量和節(jié)約了成本，HIVE就像是為傳統(tǒng)的過程控制系統(tǒng)打開了數(shù)智化的大門。” 趙江表示，從生命周期來看，Experion PKS HIVE更具優(yōu)勢(shì)，特別是今后的升級(jí)維護(hù)只需要更新軟件就可以完成，并不受硬件方面的影響，用戶再也不用每隔幾年就要被動(dòng)地去做一些硬件升級(jí)。

卓越運(yùn)營(yíng)：讓每天的生產(chǎn)都處于最優(yōu)狀態(tài)

和離散制造業(yè)不同，流程工業(yè)在工廠建成之后，穩(wěn)定高效生產(chǎn)的關(guān)鍵在于日常的運(yùn)營(yíng)維護(hù)。一旦發(fā)生計(jì)劃外停機(jī)往往會(huì)產(chǎn)生巨大的損失，相反，如果對(duì)生產(chǎn)過程不斷優(yōu)化持續(xù)精進(jìn)，哪怕提高1%的效率或者節(jié)省1%的能耗都會(huì)有巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因此，從優(yōu)秀運(yùn)營(yíng)走向卓越運(yùn)營(yíng)一直是流程工業(yè)企業(yè)孜孜追求的目標(biāo)。在本次科技創(chuàng)新大會(huì)上，霍尼韋爾亮相了多項(xiàng)幫助流程企業(yè)實(shí)現(xiàn)卓越運(yùn)營(yíng)的新產(chǎn)品新技術(shù)。

要實(shí)現(xiàn)卓越運(yùn)營(yíng)，趙江表示，首先要提高控制水平減少波動(dòng)和實(shí)時(shí)優(yōu)化。在這方面霍尼韋爾一直就有行業(yè)領(lǐng)先的Profit Suite先進(jìn)控制與實(shí)時(shí)優(yōu)化平臺(tái)。如今，霍尼韋爾推出了PERFORMANCE+，引入了過程數(shù)字孿生技術(shù)和生產(chǎn)智能技術(shù)。利用數(shù)字孿生的動(dòng)態(tài)仿真功能，在PERFORMANCE+里面起到了一個(gè)類似軟件測(cè)量的作用，可以實(shí)時(shí)收集現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，并且和最優(yōu)的歷史數(shù)據(jù)做對(duì)比，發(fā)現(xiàn)偏差并提供優(yōu)化建議。而生產(chǎn)智能技術(shù)則是使用了基于微軟的生成式人工智能技術(shù)，幫助工藝工程師進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，找到運(yùn)行性能沒有達(dá)到最佳狀態(tài)的原因。以前這樣的工作只有依靠專家的幾十年積累的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在相當(dāng)于是給工藝工程師配備了一個(gè)專家助手，提供引導(dǎo)式故障診斷、限值及偏差優(yōu)化、性能偏離預(yù)估和智能搜索與分析等功能，人員效率可以提高約50%，總體的越線操作降低20%。

實(shí)現(xiàn)卓越運(yùn)營(yíng)第二個(gè)重要的抓手是生產(chǎn)設(shè)備要實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)。霍尼韋爾在此次大會(huì)上，第一次亮相了專用于設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)的VERSATILIS傳感器。VERSATILIS傳感器體積小巧，安裝方便，可以監(jiān)測(cè)高達(dá)20多種變量，如震動(dòng)、溫度、濕度、聲音和磁通量等，設(shè)備安裝了VERSATILIS傳感器后，工作人員可以在手機(jī)APP上通過藍(lán)牙的方式實(shí)時(shí)查看這些信息。當(dāng)然，傳感器的數(shù)據(jù)也可以通過無線的方式上傳到霍尼韋爾的APM預(yù)測(cè)性維護(hù)平臺(tái)，該平臺(tái)預(yù)置了多種設(shè)備的性能模型、健康模型、機(jī)器學(xué)習(xí)模型等定制模型模板，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的主動(dòng)性和預(yù)測(cè)性維護(hù)。

在趙江看來，實(shí)現(xiàn)卓越運(yùn)營(yíng)還離不開運(yùn)維人員的專家化。一方面，霍尼韋爾推出了一個(gè)電子工作指導(dǎo)手持終端和一個(gè)隨身帶的可以隨機(jī)緊急呼救和實(shí)時(shí)定位的安全監(jiān)控終端。在手持終端上可以顯示巡檢工程師的每一步操作提示，以及相關(guān)的危險(xiǎn)或者警告，而且這些終端都是連接到一個(gè)平臺(tái)上的，每一步都是有記錄和實(shí)時(shí)顯示的，可以極大防止誤操作。另一方面，霍尼韋爾還推出了一個(gè)生成式AI人機(jī)界面EXPERION，這是一個(gè)類似ChatGPT的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，可以用自然語(yǔ)言進(jìn)行交互，生成一些報(bào)告甚至生成一些預(yù)估的趨勢(shì)，在屏幕上可以顯示出來，供操作人員參考和預(yù)測(cè)。

另外，對(duì)于人員的專家化，霍尼韋爾早前發(fā)布的卓越制造平臺(tái)（MXP）已進(jìn)一步升級(jí)，覆蓋生命科學(xué)及精細(xì)化工領(lǐng)域，憑借其靈活的模塊化平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，幫助企業(yè)加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型，改善效率、質(zhì)量和合規(guī)性。

霍尼韋爾卓越制造平臺(tái)（MXP）進(jìn)一步升級(jí)現(xiàn)場(chǎng)圖

“運(yùn)營(yíng)數(shù)字化智能化是我們的一個(gè)著重點(diǎn)，我們提出卓越運(yùn)營(yíng)的目標(biāo)，是希望幫到客戶工廠每天運(yùn)營(yíng)在最優(yōu)的狀態(tài)，每個(gè)運(yùn)營(yíng)人員都是專家級(jí)的運(yùn)行人員。” 趙江表示，雖然這看似是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的目標(biāo)，但實(shí)施起來是非常復(fù)雜的，需要不斷引入創(chuàng)新的數(shù)智技術(shù)，才可能真正實(shí)現(xiàn)從優(yōu)秀到卓越。

數(shù)智技術(shù)結(jié)合工藝技術(shù)，引領(lǐng)流程工業(yè)可持續(xù)發(fā)展

霍尼韋爾是工業(yè)自動(dòng)化業(yè)界先驅(qū)，但同時(shí)，霍尼韋爾也是石油和天然氣領(lǐng)域領(lǐng)先的工藝技術(shù)供應(yīng)商，其UOP工藝奠定了全球大多數(shù)煉油企業(yè)的發(fā)展基石。趙江表示，霍尼韋爾的數(shù)智化愿景就是希望將百年工藝技術(shù)與成熟的數(shù)智化技術(shù)緊密結(jié)合，為流程工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供創(chuàng)新思路，助力打造中國(guó)數(shù)字化新生態(tài)。

“在雙碳的背景下，可持續(xù)發(fā)展給了每個(gè)企業(yè)更高的發(fā)展目標(biāo)，在這樣的時(shí)代背景下如何做到低碳發(fā)展，做到凈零排放，這不僅是企業(yè)需要承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，也是企業(yè)未來生存和發(fā)展的前提。” 趙江說，過去二三十年間，霍尼韋爾一直致力于將智能化技術(shù)和生產(chǎn)工藝深入融合，在包括工藝、設(shè)備、人員的互聯(lián)工廠為過程工業(yè)提供解決客戶實(shí)際問題的解決方案。借助UOP工藝，霍尼韋爾可以助力實(shí)現(xiàn)卡邊控制，幫助客戶確保芳烴、加氫、丙烷脫氫、苯酚丙酮等裝置大幅優(yōu)化效益，并夯實(shí)本質(zhì)安全，這也是霍尼韋爾擁有的獨(dú)家優(yōu)勢(shì)之一，而在數(shù)智化領(lǐng)域，霍尼韋爾有一套成熟的數(shù)字化解決方案，幫助工廠在保證安全的前提下實(shí)現(xiàn)最低的成本，在生產(chǎn)過程當(dāng)中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量最大化、質(zhì)量最優(yōu)，讓生產(chǎn)更加靈活，更加敏捷，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)、主動(dòng)維護(hù)和智能運(yùn)營(yíng)。

趙江還特意提到，在助力盛虹斯?fàn)柊钍槊摎渖a(chǎn)運(yùn)營(yíng)智能化升級(jí)項(xiàng)目中，霍尼韋爾所提供的整套智能工廠解決方案，幫助斯?fàn)柊罘€(wěn)固了工廠在裝置性能、生產(chǎn)成本、碳排放關(guān)鍵指標(biāo)等層面的行業(yè)領(lǐng)先地位，讓斯?fàn)柊畹谋槊摎溲b置成為了國(guó)內(nèi)首家結(jié)合工藝技術(shù)和智能化技術(shù)應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)全面智能化生產(chǎn)和數(shù)字化操作的生產(chǎn)裝置。

江蘇斯?fàn)柊钍F(xiàn)代中控室

在科技創(chuàng)新大會(huì)上，霍尼韋爾還透露，未來還將推出一個(gè)DIGITAL PRIME生態(tài)系統(tǒng)，這是一個(gè)基于云端的元宇宙生態(tài)系統(tǒng)，無論是老項(xiàng)目的升級(jí)還是新項(xiàng)目的實(shí)施，都可以提供SaaS服務(wù)，DCS可以映射到云端，由霍尼韋爾的軟件工具和專家維護(hù)，原來在線下獨(dú)立完成的項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目運(yùn)行、售后服務(wù)等都會(huì)集中在PRIME生態(tài)系統(tǒng)平臺(tái)上面進(jìn)行。

最后，趙江還表示，長(zhǎng)期以來，霍尼韋爾一直踐行“東方服務(wù)東方”的戰(zhàn)略，在數(shù)智化產(chǎn)品和解決方案方面持續(xù)加大在中國(guó)的投入，包括在天津、上海、重慶等眾多城市，本土研發(fā)、工程團(tuán)隊(duì)逐步擴(kuò)大。

“我們的目的是要和本土企業(yè)一起合作創(chuàng)新，知道本土企業(yè)的痛點(diǎn)是什么，然后探索霍尼韋爾的技術(shù)如何來更好地解決這些痛點(diǎn)，除此之外，我們致力于推動(dòng)本土化生產(chǎn)，將研發(fā)、測(cè)試和生產(chǎn)都在本土完成，以便更好地為客戶提供量身定制的服務(wù)。” 趙江表示。

當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速推進(jìn)，新技術(shù)正在改變或者替代傳統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)。這對(duì)于自動(dòng)化廠商來說，在迎來發(fā)展新機(jī)遇的同時(shí)也面臨更多挑戰(zhàn)。我們看到霍尼韋爾正在布局一盤“數(shù)智化”的大棋，在傳統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)上不斷融入大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、虛擬化、元宇宙等新技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品不斷升級(jí)和推陳出新，繼續(xù)引領(lǐng)流程工業(yè)自動(dòng)化的演進(jìn)。相信有著這些與時(shí)俱進(jìn)的數(shù)智能化技術(shù)和百年UOP工藝技術(shù)的加持，霍尼韋爾必將為中國(guó)制造邁向“中國(guó)智造”注入新動(dòng)力，助力流程工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展。