数字化转型从蓝图到落地

以绿色智能制造提速中国工业数字化转型

作者:胡静 发布时间:2020-08-10
2020新冠疫情“黑天鹅”事件让不确定性成为常态,工业企业需要在不可预测的环境中寻找确定性,进化应对挑战的能力。这种驾驭不确定性的能力体现为更高效的运营,更具竞争力的成本,更敏锐的市场触觉和更敏捷的决策。工业企业的运营如何持续提升业务韧性、效率以及可持续发展能力?数字化转型的路径如何规划设计?有哪些的数字化转型宝贵经验和成功案例?在2020年8月4日开启,为期3天的“施耐德电气2020年创新峰会”上,来自各个领域的重量级大咖、行业知名学者,以及施耐德电气绿色智能制造生态圈的合作伙伴等,就疫情下企业的数字化实践等话题进行了讨论与分享。

“中国工业现阶段面临的三大挑战,韧性、效率和可持续,我们需要做好四个维度的融合才能应对这三大挑战。”施耐德电气高级副总裁,工业自动化业务中国区负责人庞邢健在8月5日的施耐德电气“绿色智能制造创新峰会”上表示:“全球性的突发事件警醒我们,要时刻准备应对挑战,施耐德电气有能力也有责任以绿色智能制造助力企业提升应对危机的能力,在市场竞争中占得先机。”

“五化合一”和“七步成诗”

在施耐德电气看来,无论是离散、混合还是流程工业都应该做到四维融合,即从能源和自动化融合、从终端到云端垂直维度的整合、全生命周期数据的融合,以及从厂级管理到企业级集团级的管理的维度实现数据打通。对工业客户而言,要实现“四维融合”,施耐德电气绿色智能制造将综合运用OT运营技术、IT信息技术、DT数字技术、CT通信技术、ET能源技术 ,融会贯通,并帮助工业客户实现生产和经营的五化融合,即自动化、信息化、数字化、网络化和绿色化。

经过疫情的洗礼,更多企业的数字化转型正在提速,在智能制造转型之路上面临多层挑战:战略层面厘清转型概念,明确转型方向,统筹规划布局;运营层面考量供应链,精益生产和能源管理等多重路径,还融合业务场景;技术层面做到多层技术融合、一体化落地方案。施耐德电气高级副总裁,战略与发展部中国区负责人熊宜在峰会上介绍介绍了数字化转型顶层规划的七步法:从梳理业务,到提升组织效率,到应用系统、数据、技术、生态体系,最后形成路线图。熊宜表示:“工业流程的复杂性与工艺的繁复性决定着工业客户的数字化转型不能简单复制、一蹴而就,需要先医后药、小步快跑、逐步实现。”

当新基建遇上绿色智能制造

无论是离散工业、流程工业还是混合工业,对于其面临的发展的共性问题上,中国智能制造综合标准化工作组专家、工信部智能制造标准化体系建设工作组专家彭瑜认为“追求质量”这方面还是比较薄弱的环节,长期以来并未解决。在中国航空工业信息技术中心原首席顾问宁振波看来,从传统的制造业转型为现代制造业,“数字化转型”是核心,“灯塔工厂”“标杆工厂”的示范性强,也指明了制造发展方向,但是全面拷贝复制却行不通。“灯塔工厂”的精髓在于企业要动用一切的技术手段和管理的手段来保证产品在功能上、质量上、交期上都符合高要求。工信部智能制造标准化体系建设工作组专家彭瑜认为,工业的生态圈未来应该追求每一方都能够得到自己的想得到的利益,中小企业对于智能制造的需求也是最容易落到实处,并从生态建设中获益。

对于企业来讲,不管用什么样的科技,当期盈利和未来远期的持续盈利率是最重要的。“在追求效益的前提下,我们要更好地去平衡在质量和成本之间的关系,施耐德电气提出的能源和自动化双转型其实就是希望能够在保证高质量的前提下去进一步追求节能增效,提高设备的使用效率,进一步节约劳动力的成本,提升整体的各个不同环节的生产效率,同时进一步实现整个工艺流程当中更大的效率提升。如何进一步用自动化去赋能,来加速企业在能源和自动化的双转型,我觉得这个是我们企业现在当下面临的一个切实的需要解决的问题。”庞邢健说。

工业互联网是“新基建”的重要组成部分,随着我国新基建的深入推进,工业互联网成为引领产业经济发展、驱动企业转型升级的新动能之一。优也信息科技有限公司首席研究员郭朝晖认为,工业互联网的一个本质性的作用就是重构管理和控制之间的关系。智能化是通过持续改进来实现的。持续改进就是不断的把人的知识沉淀在计算机里面去,专家知识通过数据挖掘、建模,大数据建模分析,最后封装软件,利用工具和平台进行友好的管理,推进工业互联网的本质是重新定义管控之间的界面,就是重构人和机器的界面,这是我们新一代的智能制造的工具。

流程工业自动化的未来蓝图

软件技术推动着工业自动化的发展,采用云计算的方式进行软件开发正成为工业自动化中的主流。工业自动化的用户有三重需求:以太网一网到底,彻底摆脱DCS和PLC硬件和软件捆绑的局面,完善描述现场设备的信息模型。从20世纪70年代DCS和PLC的出现开始,其软件跟硬件捆绑在一起的情况就没有改变。但随着设备的老旧以及生产复杂性的提升,利用最新的云计算方法打破软件跟硬件的捆绑,正被行业所接受。

彭瑜认为,随着“新基建”渐入佳境,包括5G、人工智能,还有工业互联网等新技术应用的越来越广泛。但对于工业自动化而言,IT技术一定要通过工业技术的“内因”才能够起作用。比如在流程工业的技术发展上,只有通过工业自动化技术人员的开发才能使IT技术完美体现。

在全生命周期助力建设数字工厂

为更好地助力工业企业的数字化进程,AVEVA剑维软件数字化软件产品与施耐德电气架构的EcoStruxure进一步加强共生融合。EcoStruxure和AVEVA将贯穿企业的立项、设计、建设、运营与维护,为工业客户提供对资产生命周期以及运营生命周期的完整数字孪生,以集成软件和开放的架构,全面发挥数字双胞胎的效用,帮助企业应对复杂环境,实现能源和生产效率的快速提升。

AVEVA剑维软件大中华区技术解决方案总监孙承武在本届创新峰会上发布包括工程建设、生产操作、效率提升等三大领域的新的产品组合。在新的数字化解决方案顶层架构应用之上,分别在一体化运营中心、供应链数字化优化、工艺数字化优化、运营数字化优化、资产管理数字化优化等方面都带来相关的解决方案,并具有一体化运营中心概念、全方位的支持云计算,采用AI先进技术、灵动的数字孪生、全生产环节的运营与监测,实现全生产环节的生产控制,全生命周期的资产数据的管理,以及为客户提供成熟稳定的软件产品组合等六大优势。

三宁化工智能工厂推进办公室主任杨文华分享了三宁化工的数字化交付经验。2019年9月,三宁化工与施耐德电气签订战略合作协议,为60万吨/年煤制乙二醇项目提供了包含SIS安全仪表系统、GDS气体检测系统、OTS操作员培训系统、数字化交付、中低压配电等一系列安全与数字化解决方案,以打造数字化工厂,实现了项目建设及生产控制的全面升级,开启生产管理及运维项目的全生命周期数字化升级之路。

杨文华介绍,在建设期,数字化交付能够使工程建设期间的数据得到持续的采集,同时在项目参与方之间基于统一数据进行协作和共享,位于多地的设计院、施工方、甲方可以基于浏览器异地进行二三维图纸审查,并且施工、采购的整个进度可以进行模拟和可视化。在运维期,数字化交付平台为ERP, EAM等运维系统提供初始化的结构化数据,维修维护、生产部门可以准确快捷的查询工程数据,将来的新、改、扩都有了工程数据依据。虚拟工厂中集成了静态/动态数据,为运维决策提供快速准确的数据基础。

在项目的设计和建造过程中,施耐德电气的数字化交付产品为三宁化工提供了以工厂对象为核心,对工程项目建设阶段所产生静态信息进行数字化创建直至移交,优化生产及运营管理。项目投产前, 操作员就可以通过OTS操作员培训系统了解和掌握工程现场情况,在实际投产后提高工作效率,降低误操作率。随着与施耐德电气合作的深入,三宁化工朝着绿色、环保、安全、智能的化工企业又进了一步。

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