西门子依托“数字化企业”实现过程工业的数字化转型
image 工业4.0 06/14

. 已经具备技术条件实现过程工业的数字化转型

. 任何规模的新建工厂和现有工厂都能实现数字化

. 数字化双胞胎有助于提高灵活性、效率和质量,并缩短产品上市时间

西门子依托“数字化企业”实现过程工业的数字化转型

目前,过程工业的数字化转型正全速进行。在2018年德国阿赫玛展(ACHEMA 2018)上,西门子的参展主题为“加快数字化转型:从一体化工程到一体化运维”。在1300平米左右的展台上展示的数字化企业解决方案组合,现在即可助力过程工业企业充分利用“工业4.0”的优势。该解决方案组合涵盖硬件、软件和服务,面向来自过程工业各种规模、不同领域的企业。“我们是率先在工厂整个生命周期提供端到端数据模型的供应商,从一体化工程和一体化运维到基于数据的服务等。数字化双胞胎使用户能实现更大灵活性,缩短产品上市时间,提高运营效率并提升产品质量。”西门子股份公司过程工业与驱动业务集团首席执行官Jürgen Brandes表示,“凭借这一成就,我们已经为实现工业4.0做好了技术准备。我们与合作伙伴携手共创,致力于开发创新产品及服务所需的专业知识。”

西门子通过一系列客户案例展示数字化为现有工厂和新建工厂带来的益处。其中之一是涂料生产商多乐士利用西门子解决方案组合实施其首个“数字化涂料工厂”项目。多乐士致力于确保生产达到始终如一的高质量标准,并通过足够大的灵活性来满足客户的个性化需求。它所实施的数字化解决方案允许实现单件生产,这意味着批次产量从5000升涂料降至仅100升。

在弗莱堡工厂,辉瑞制药有限公司通过西门子解决方案加强了用于治疗癌症和心脏病以及缓解疼痛的片剂和胶囊生产的自动化和数字化生产。其目标是能够快速响应不断变化的市场需求,同时确保一贯的高质量标准。产量变化过去需要长达四个月时间来实现必要的调整。如今,辉瑞能够在几分钟内适应新的市场需求。

无论是新建工厂还是现有工厂,在阿赫玛展会上,西门子都展示了不同领域不同规模的企业如何轻松进行数字化转型。根据数字化程度的不同,用户能够选择实施全面的数字化企业产品组合或仅实施个别的数字化应用。基于其全球领先的自动化和驱动产品组合,西门子凭借数字化企业使得基于工业标准的全新技术理念具备普适性,譬如模块化工厂建设,而这能为供应商和工厂运营商带来极大的灵活性。西门子在阿赫玛展会上所展示的一些具体应用和成功案例体现了用户可以通过多种方式充分挖掘数字化潜力。

另外,西门子还展示了全新可扩展的、开放式纵向和横向一体化的连接方法,如基于Namur开放式架构(NOA)标准或Sidrive IQ数字化平台。NOA组件使所谓的第二数据通道成为可能,从而实现现场数据到云解决方案的直接连接。Sidrive IQ是用于采集和分析驱动数据的新型数字化平台,使用基于云的开放式、工业级物联网操作系统MindSphere。

工厂流程可以通过多种不同的APP进行优化以提高工厂绩效。如,一个被称为“阀监测维护”(Valve Monitoring Maintenance)的云端APP助力许多不同行业减少阀维护的工作量。另一个APP“控制性能分析”(Control Performance Analytics),则利用托管服务方法控制回路分析,使用直接从过程控制系统采集的数据。同样,在网络安全领域,西门子也在推动发展,凭借其“纵深防御”理念,为业界提供一系列工厂和网络安全产品及服务组合。

西门子在本次展会上的另一个亮点是一个面向未来的展区reThink Tank。在这里,参观者将有机会通过虚拟的互动旅程发现过程自动化的新阶段,预览过程控制技术不远的将来,体验不同的技术阶段和用例。

根据倡导持续重新评估现状和持续优化过程装置的reThink原则,西门子将为未来的过程工业提供最重要的驱动力。西门子在这里采取的方法是开创性的。“只有很快认清并把握机会,客户才能充分利用数字化转型,确保其装备精良并具备面向未来的能力,从而很好地应对特定市场的需求。”西门子股份公司过程工业与驱动集团过程自动化业务首席执行官兼阿赫玛展西门子展位主管Eckard Eberle表示,“我们的任务是在这方面为客户提供支持,不仅提供我们的‘数字化专业知识’,而且为其带来全面的行业相关知识和具体的行业解决方案,而这既适用于新建工厂,也适用于现有工厂。”

另外,在西门子展位上最为引人注目的是两个“立方体展区”,展示来自化工和制药行业的实际应用。

“化工立方体展区”展示了一个真实分离塔的虚拟3D模型,这个分离塔来自位于德国卡尔斯鲁厄的Siemens Process Automation World(西门子过程自动化世界)。数字化双胞胎展示工厂不同部分的生命周期,并描绘了自动化和数字化在每个工程和运营阶段所带来的可能性。针对此应用开发的解决方案非常注重客户的需求。除工厂可靠性、高水平的可用性和快速调试外,高效维护概念也在其中起着决定性作用。西门子以泵维护系统为例演示了一个旨在实现预测性和经济性工厂维护的解决方案,以Simatic PCS 7和Comos MRO交互式应用为基础。该维护理念还辅以支持对工厂进行虚拟3D描述的Comos Walkinside,以及资产性能套件APP,比如“阀监测”(Valve Monitoring)、“泵监测”(Pump Monitoring)和“驱动系统分析”(Drive Train Analytics)。

第二个“立方体展区”侧重于与制药行业相关的问题,如质量保证、合规、缩短将产品推向市场的时间以及提高生产率和灵活性等。通过“制药立方体展区”,西门子还向观众展示了如何创造必要条件以通过大量分析来提高对过程的认识。西门子以酵母细胞发酵为例展示了携手开发合作伙伴可取得的成果。Eberle解释说:“将整个流程集成于制造执行系统(MES)、支持组件自动识别的Profinet即插即用功能和无纸化制造只是制药业众多数字化应用中的几个示例:数字化可以改变制药行业,改善研究和药物生产(包括单件生产)的经济性。”


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