從過程控制到卓越運營，霍尼韋爾正在下一盤“數智化”大棋
http://www.debgrams.com 2023-10-18 11:18
數字化智能化是當前制造業發展的必然趨勢，無論是對于離散工業，還是流程工業，未來必將通過數字化智能化轉型走向高質量發展之路。
對于提供數字化和智能化賦能的自動化廠商來說，如何幫助工業用戶進行數智化轉型，自動化技術如何融入先進的數智化技術從而更進一步的演進，是關乎未來發展的關鍵課題。
近日，全球流程工業自動化領導廠商霍尼韋爾在廈門舉辦了“數智未來”2023科技創新大會，發布了從項目實施到卓越運營、從升級改造到可持續發展的多項過程控制技術創新成果，并分享了霍尼韋爾應對當下和未來工業變革的發展戰略。CONTROL ENGINEERING China 邀參加了本次會議，并采訪了霍尼韋爾過程控制部中國總經理趙江，對霍尼韋爾如何繼續踐行工業自動化數智化的演進進行了深入交流。
“數智未來— 2023霍尼韋爾科技創新大會”現場
Experion PKS HIVE：過程控制系統的新演進
在流程工業，幾乎所有的大型自動化控制都是通過DCS來實現的，而全球第一套DCS系統就是霍尼韋爾在1975年發明的，之后便成為了行業發展的基石。幾經迭代，在2003年，霍尼韋爾推出了超越傳統DCS功能的Experion PKS過程知識系統，再一次引領了過程自動化控制系統的發展。
霍尼韋爾過程控制部中國總經理趙江
而在Experion PKS發布20周年之際，霍尼韋爾在本次科技創新大會上又隆重發布了Experion PKS HIVE（高度集成虛擬化環境），對過程控制技術進行了又一次的迭代和演進。“高度集成和虛擬化是理解HIVE的兩個最重要的關鍵詞，高度集成是指利用現在的數字化技術，將工業生產中各方面的數據集成在一起，通過數據分析、融合實現智能化，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，從而解除傳統上應用程序與控制器、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，Experion PKS HIVE帶來的顯著優勢是，控制系統項目實施更快、更節約成本、工程組態配置更加簡化，而項目實施的風險更低。由于HIVE對I/O進行了虛擬化，因此機柜里面就只有一種類型的通用型I/O，通過軟件設置就可以對各類開關量、輸出量、卡件等進行配置，而且在項目實施最初階段，只要知道信號的數量不需要知道信號的類型，就可以開始啟動工程，也不需要等設計單位給出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目實施周期。針對HIVE，霍尼韋爾還推出了UPC通用控制柜，將控制柜前移到現場，而且同樣可以用軟件來配置控制策略，從而縮短項目實施時間。
霍尼韋爾Experion過程知識系統（PKS）20周年慶典暨新品發布現場
以一個實際新建工廠應用為例，工廠使用了28個C300控制器，經過對比，大約減少了50%的控制器數量，通過采用83個現場的UPC通用機柜，減少了約80%的控制柜數量，而且還由此在工廠網絡方面減少了80%的光纖和網絡設備。
“當然并不只是在項目實施階段減少工作量和節約了成本，HIVE就像是為傳統的過程控制系統打開了數智化的大門。” 趙江表示，從生命周期來看，Experion PKS HIVE更具優勢，特別是今后的升級維護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地去做一些硬件升級。
卓越運營：讓每天的生產都處于最優狀態
和離散制造業不同，流程工業在工廠建成之后，穩定高效生產的關鍵在于日常的運營維護。一旦發生計劃外停機往往會產生巨大的損失，相反，如果對生產過程不斷優化持續精進，哪怕提高1%的效率或者節省1%的能耗都會有巨大的經濟效益，因此，從優秀運營走向卓越運營一直是流程工業企業孜孜追求的目標。在本次科技創新大會上，霍尼韋爾亮相了多項幫助流程企業實現卓越運營的新產品新技術。
要實現卓越運營，趙江表示，首先要提高控制水平減少波動和實時優化。在這方面霍尼韋爾一直就有行業領先的Profit Suite先進控制與實時優化平臺。如今，霍尼韋爾推出了PERFORMANCE+，引入了過程數字孿生技術和生產智能技術。利用數字孿生的動態仿真功能，在PERFORMANCE+里面起到了一個類似軟件測量的作用，可以實時收集現場的數據，并且和最優的歷史數據做對比，發現偏差并提供優化建議。而生產智能技術則是使用了基于微軟的生成式人工智能技術，幫助工藝工程師進行數據分析，找到運行性能沒有達到最佳狀態的原因。以前這樣的工作只有依靠專家的幾十年積累的經驗，現在相當于是給工藝工程師配備了一個專家助手，提供引導式故障診斷、限值及偏差優化、性能偏離預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%。
實現卓越運營第二個重要的抓手是生產設備要實現預測性維護。霍尼韋爾在此次大會上，第一次亮相了專用于設備預測性維護的VERSATILIS傳感器。VERSATILIS傳感器體積小巧，安裝方便，可以監測高達20多種變量，如震動、溫度、濕度、聲音和磁通量等，設備安裝了VERSATILIS傳感器后，工作人員可以在手機APP上通過藍牙的方式實時查看這些信息。當然，傳感器的數據也可以通過無線的方式上傳到霍尼韋爾的APM預測性維護平臺，該平臺預置了多種設備的性能模型、健康模型、機器學習模型等定制模型模板，實現設備的主動性和預測性維護。
在趙江看來，實現卓越運營還離不開運維人員的專家化。一方面，霍尼韋爾推出了一個電子工作指導手持終端和一個隨身帶的可以隨機緊急呼救和實時定位的安全監控終端。在手持終端上可以顯示巡檢工程師的每一步操作提示，以及相關的危險或者警告，而且這些終端都是連接到一個平臺上的，每一步都是有記錄和實時顯示的，可以極大防止誤操作。另一方面，霍尼韋爾還推出了一個生成式AI人機界面EXPERION，這是一個類似ChatGPT的深度學習系統，可以用自然語言進行交互，生成一些報告甚至生成一些預估的趨勢，在屏幕上可以顯示出來，供操作人員參考和預測。
另外，對于人員的專家化，霍尼韋爾早前發布的卓越制造平臺（MXP）已進一步升級，覆蓋生命科學及精細化工領域，憑借其靈活的模塊化平臺優勢，幫助企業加快數字化轉型，改善效率、質量和合規性。
霍尼韋爾卓越制造平臺（MXP）進一步升級現場圖
“運營數字化智能化是我們的一個著重點，我們提出卓越運營的目標，是希望幫到客戶工廠每天運營在最優的狀態，每個運營人員都是專家級的運行人員。” 趙江表示，雖然這看似是一個非常簡單的目標，但實施起來是非常復雜的，需要不斷引入創新的數智技術，才可能真正實現從優秀到卓越。
數智技術結合工藝技術，引領流程工業可持續發展
霍尼韋爾是工業自動化業界先驅，但同時，霍尼韋爾也是石油和天然氣領域領先的工藝技術供應商，其UOP工藝奠定了全球大多數煉油企業的發展基石。趙江表示，霍尼韋爾的數智化愿景就是希望將百年工藝技術與成熟的數智化技術緊密結合，為流程工業的可持續發展提供創新思路，助力打造中國數字化新生態。
“在雙碳的背景下，可持續發展給了每個企業更高的發展目標，在這樣的時代背景下如何做到低碳發展，做到凈零排放，這不僅是企業需要承擔的社會責任，也是企業未來生存和發展的前提。” 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和生產工藝深入融合，在包括工藝、設備、人員的互聯工廠為過程工業提供解決客戶實際問題的解決方案。借助UOP工藝，霍尼韋爾可以助力實現卡邊控制，幫助客戶確保芳烴、加氫、丙烷脫氫、苯酚丙酮等裝置大幅優化效益，并夯實本質安全，這也是霍尼韋爾擁有的獨家優勢之一，而在數智化領域，霍尼韋爾有一套成熟的數字化解決方案，幫助工廠在保證安全的前提下實現最低的成本，在生產過程當中實現產量最大化、質量最優，讓生產更加靈活，更加敏捷，最終實現數據互聯、主動維護和智能運營。
趙江還特意提到，在助力盛虹斯爾邦石化丙烷脫氫生產運營智能化升級項目中，霍尼韋爾所提供的整套智能工廠解決方案，幫助斯爾邦穩固了工廠在裝置性能、生產成本、碳排放關鍵指標等層面的行業領先地位，讓斯爾邦的丙烷脫氫裝置成為了國內首家結合工藝技術和智能化技術應用、實現全面智能化生產和數字化操作的生產裝置。
江蘇斯爾邦石化現代中控室
在科技創新大會上，霍尼韋爾還透露，未來還將推出一個DIGITAL PRIME生態系統，這是一個基于云端的元宇宙生態系統，無論是老項目的升級還是新項目的實施，都可以提供SaaS服務，DCS可以映射到云端，由霍尼韋爾的軟件工具和專家維護，原來在線下獨立完成的項目設計、項目實施、項目運行、售后服務等都會集中在PRIME生態系統平臺上面進行。
最后，趙江還表示，長期以來，霍尼韋爾一直踐行“東方服務東方”的戰略，在數智化產品和解決方案方面持續加大在中國的投入，包括在天津、上海、重慶等眾多城市，本土研發、工程團隊逐步擴大。
“我們的目的是要和本土企業一起合作創新，知道本土企業的痛點是什么，然后探索霍尼韋爾的技術如何來更好地解決這些痛點，除此之外，我們致力于推動本土化生產，將研發、測試和生產都在本土完成，以便更好地為客戶提供量身定制的服務。” 趙江表示。
當前，新一輪科技革命和產業變革加速推進，新技術正在改變或者替代傳統的自動化技術。這對于自動化廠商來說，在迎來發展新機遇的同時也面臨更多挑戰。我們看到霍尼韋爾正在布局一盤“數智化”的大棋，在傳統的自動化技術上不斷融入大數據、人工智能、云計算、虛擬化、元宇宙等新技術，對產品不斷升級和推陳出新，繼續引領流程工業自動化的演進。相信有著這些與時俱進的數智能化技術和百年UOP工藝技術的加持，霍尼韋爾必將為中國制造邁向“中國智造”注入新動力，助力流程工業企業實現高質量和可持續發展。
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