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從過程控制到卓越運營,霍尼韋爾正在下一盤“數(shù)智化”大棋

http://www.debgrams.com 2023-10-18 11:18

數(shù)字化智能化是當前制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢,無論是對于離散工業(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。

對于提供數(shù)字化和智能化賦能的自動化廠商來說,如何幫助工業(yè)用戶進行數(shù)智化轉(zhuǎn)型,自動化技術(shù)如何融入先進的數(shù)智化技術(shù)從而更進一步的演進,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,發(fā)布了從項目實施到卓越運營、從升級改造到可持續(xù)發(fā)展的多項過程控制技術(shù)創(chuàng)新成果,并分享了霍尼韋爾應(yīng)對當下和未來工業(yè)變革的發(fā)展戰(zhàn)略。CONTROL ENGINEERING China 邀參加了本次會議,并采訪了霍尼韋爾過程控制部中國總經(jīng)理趙江,對霍尼韋爾如何繼續(xù)踐行工業(yè)自動化數(shù)智化的演進進行了深入交流。

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

Experion PKS HIVE:過程控制系統(tǒng)的新演進

在流程工業(yè),幾乎所有的大型自動化控制都是通過DCS來實現(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過程知識系統(tǒng),再一次引領(lǐng)了過程自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展。

霍尼韋爾過程控制部中國總經(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)新大會上又隆重發(fā)布了Experion PKS HIVE(高度集成虛擬化環(huán)境),對過程控制技術(shù)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(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)勢是,控制系統(tǒng)項目實施更快、更節(jié)約成本、工程組態(tài)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(shè)置就可以對各類開關(guān)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(shù)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(shè)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(xiàn)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(tǒng)(PKS)20周年慶典暨新品發(fā)布現(xiàn)場

以一個實際新建工廠應(yīng)用為例,工廠使用了28個C300控制器,經(jīng)過對比,大約減少了50%的控制器數(shù)量,通過采用83個現(xiàn)場的UPC通用機柜,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。

“當然并不只是在項目實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,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(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)鍵在于日常的運營維護。一旦發(fā)生計劃外停機往往會產(chǎn)生巨大的損失,相反,如果對生產(chǎn)過程不斷優(yōu)化持續(xù)精進,哪怕提高1%的效率或者節(jié)省1%的能耗都會有巨大的經(jīng)濟效益,因此,從優(yōu)秀運營走向卓越運營一直是流程工業(yè)企業(yè)孜孜追求的目標。在本次科技創(chuàng)新大會上,霍尼韋爾亮相了多項幫助流程企業(yè)實現(xiàn)卓越運營的新產(chǎn)品新技術(shù)。

要實現(xiàn)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(yōu)化。在這方面霍尼韋爾一直就有行業(yè)領(lǐng)先的Profit Suite先進控制與實時優(yōu)化平臺。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)字孿生的動態(tài)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(xiàn)場的數(shù)據(jù),并且和最優(yōu)的歷史數(shù)據(jù)做對比,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),幫助工藝工程師進行數(shù)據(jù)分析,找到運行性能沒有達到最佳狀態(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,現(xiàn)在相當于是給工藝工程師配備了一個專家助手,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%。

實現(xiàn)卓越運營第二個重要的抓手是生產(chǎn)設(shè)備要實現(xiàn)預(yù)測性維護。霍尼韋爾在此次大會上,第一次亮相了專用于設(shè)備預(yù)測性維護的VERSATILIS傳感器。VERSATILIS傳感器體積小巧,安裝方便,可以監(jiān)測高達20多種變量,如震動、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APP上通過藍牙的方式實時查看這些信息。當然,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)測性維護平臺,該平臺預(yù)置了多種設(shè)備的性能模型、健康模型、機器學(xué)習模型等定制模型模板,實現(xiàn)設(shè)備的主動性和預(yù)測性維護。

在趙江看來,實現(xiàn)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(dǎo)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(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(xué)習系統(tǒng),可以用自然語言進行交互,生成一些報告甚至生成一些預(yù)估的趨勢,在屏幕上可以顯示出來,供操作人員參考和預(yù)測。

另外,對于人員的專家化,霍尼韋爾早前發(fā)布的卓越制造平臺(MXP)已進一步升級,覆蓋生命科學(xué)及精細化工領(lǐng)域,憑借其靈活的模塊化平臺優(yōu)勢,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(MXP)進一步升級現(xiàn)場圖

“運營數(shù)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(yōu)的狀態(tài),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(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)自動化業(yè)界先驅(qū),但同時,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)展給了每個企業(yè)更高的發(fā)展目標,在這樣的時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)需要承擔的社會責任,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)提供解決客戶實際問題的解決方案。借助UOP工藝,霍尼韋爾可以助力實現(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,并夯實本質(zhì)安全,這也是霍尼韋爾擁有的獨家優(yōu)勢之一,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現(xiàn)最低的成本,在生產(chǎn)過程當中實現(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,最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)、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(chǎn)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(wěn)固了工廠在裝置性能、生產(chǎn)成本、碳排放關(guān)鍵指標等層面的行業(yè)領(lǐng)先地位,讓斯爾邦的丙烷脫氫裝置成為了國內(nèi)首家結(jié)合工藝技術(shù)和智能化技術(shù)應(yīng)用、實現(xiàn)全面智能化生產(chǎn)和數(shù)字化操作的生產(chǎn)裝置。

江蘇斯爾邦石化現(xiàn)代中控室

在科技創(chuàng)新大會上,霍尼韋爾還透露,未來還將推出一個DIGITAL PRIME生態(tài)系統(tǒng),這是一個基于云端的元宇宙生態(tài)系統(tǒng),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(wù),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(shè)計、項目實施、項目運行、售后服務(wù)等都會集中在PRIME生態(tài)系統(tǒng)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(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)、工程團隊逐步擴大。

“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,除此之外,我們致力于推動本土化生產(chǎn),將研發(fā)、測試和生產(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。

當前,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速推進,新技術(shù)正在改變或者替代傳統(tǒng)的自動化技術(shù)。這對于自動化廠商來說,在迎來發(fā)展新機遇的同時也面臨更多挑戰(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)的自動化技術(shù)上不斷融入大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算、虛擬化、元宇宙等新技術(shù),對產(chǎn)品不斷升級和推陳出新,繼續(xù)引領(lǐng)流程工業(yè)自動化的演進。相信有著這些與時俱進的數(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制造邁向“中國智造”注入新動力,助力流程工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展。

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