释放数据价值,赋能数字化转型
高效的数据分析和利用直接影响着企业生产状态,数字化转型将生产过程和数字世界互联,进一步优化产业链和价值链,最终提高企业盈利水平。“对工业场景而言,数字化技术可视为现有生产模式的变革,当然,工业的数字化转型目前仍在非常谨慎的转变过程中,大数据分析和人工智能技术的价值不容忽视。”马睿德表示。
“一方面,西门子基于机理+数据融合的建模方式,将当前的生产情况和模型所产生的结果进行对比,来了解产线运行情况。另一方面,应用前沿的人工智能技术,基于数学统计来进行相关的预测和分析。当然,数据释放的价值还仅仅是冰山一角,未来亟待充分释放和开发。”马睿德介绍,这两类技术,西门子都能提供相应的产品支持。2019年,西门子将提供全生命周期的精准建模、仿真和优化技术的软件服务商PSE公司并入麾下,通过gPROMS数字化研发、设计与工程软件平台将一系列的生产过程进行建模,实现流程行业企业全生命周期模拟和优化,达到提高生产效率、提高产品质量、减少碳排放及提高能源使用效率等目的。西门子COMOS的中国团队则正在和总部一起合作研发基于人工智能的产品,帮助用户利用人工智能技术分析工厂的运行状态,支撑工厂运维,提升运维的可靠性,预测预警一系列的风险,帮助工厂避免严重的损失。这两者的结合能够帮助工厂进一步的释放数字化价值。
值得一提的是,为了确保资产数据在工厂全生命周期的一致性和有效性,COMOS一体化工厂工程设计和管理软件提供了一个中央资产数据门户解决方案,通过数字化技术实现全生命周期的数字化协同设计,通过数字化交付,帮助用户实现一系列在运维阶段的需求,包括操作员培训、场景模拟等,从而提升资产的回报率和可用性。
在马睿德看来,数字化转型其实不仅仅是一个技术的话题,而是涉及到企业战略、流程、组织、人才和技术的综合话题,数字化转型并不能一蹴而就。“通过我们的观察,企业在数字化转型的过程中往往会面临一些主要的挑战:首先是企业战略的不清晰性,在一些企业中IT(信息技术)和OT(运营技术)是两拨人,他们在实际转型过程中可能会产生理念上的冲突。第二,企业业务能力本身的不匹配性,数字化并不是包治百病的神药,企业要实现成功的数字化转型,需要基于企业内部的能力,把希望寄托于数字化系统来实现是不现实的。第三,数字化团队在推进过程中往往会遇到各种各样的阻力,说到底数字化转型是‘一把手’工程,需要企业高层全身心的投入和支持。此外,精通数字化技术的人才普遍匮乏,如何培养和引进相应的IT、OT融合的人才是企业急需解决的问题。”
马睿德认为,如果企业没有明确的战略发展目标与清晰的数据战略,盲目地为了数字化而数字化,则会舍本逐末,难以获得真正的价值。数字化技术就像一把铁锹,帮助企业从一切生产管理活动产生的海量数据中,挖掘出有价值的信息,再通过提炼形成高附加值的知识与洞察,与领域模型融合,通过数字孪生使企业数据价值得以释放。
数字化和低碳化“双轮驱动”
绿色可持续发展模式是我国工业发展的必然选择,以化工、钢铁、水泥行业为代表的重资产、高能耗过程行业是“双碳”行动主力军,面临着节能、减排、脱碳的多重挑战。在马睿德看来,实现碳中和的本质是推动发展转型,实现从资源依赖走向技术依赖,这背后是“数字化转型”与“碳中和”两大时代议题的交织,数字化和低碳化“双轮驱动”将是西门子业务的发展的重要支点。
自2021在中国启动“零碳先锋计划”以来,西门子低碳相关的产品和解决方案已获得诸多亮眼成果和积极反馈。以碳捕捉、利用与封存技术为例,通过全碳链的工艺数字孪生,西门子可以在设计阶段就实现精确的碳足迹预测、碳捕捉系统的设计与性能分析、碳重新利用系统的设计与性能预测。在生产阶段,经过验证的模型可进行在线部署,实现软测量、决策支持和过程控制等自动化、智能化功能,从而最大地减少单位生产能耗与碳排放。因此,利用工艺过程数字孪生,在虚拟世界中提前开启设计与优化将成为过程工业的必然选择。
同时,碳足迹的透明度也是绿色可持续生产的重要考量,西门子碳足迹可信精算与追溯解决方案SiGREEN提供了完整的解决方案。依托边缘计算技术,SiGREEN能够实现基于实时生产制造过程数据的碳排放数据精算。通过区块链技术,赋能供应链碳排放数据的安全可靠共享与协同生态。目前,SiGREEN可以支持本地和云化部署,以满足更多企业的需求。SiGREEN也已经成功部署于西门子工业自动化产品(成都)有限公司(SEWC)和西门子(南京)数控有限公司(SNC)中。
除助力传统工业低碳转型,西门子数字化技术在绿色能源领域也成绩卓著。在张家口“雪如意”场馆供能的油氢电综合能源站中,西门子助力中国首台70兆帕移动撬装式加氢站顺利投运。西门子分布式控制系统SIMATIC PCS 7凭借其高性能和高可靠性对加氢站的工艺与安全进行快速、精确控制,助力加氢站安全稳定运行,为2022年北京冬奥会提供绿色、低碳能源保障。
尖端科技为中国市场创新提速
随着工业和信息化部《5G全连接工厂建设指南》的发布,工业5G将成为全面构筑智能工厂的关键基础设施,进一步推动中国工业数字化转型升级和高质量发展迈入新阶段。2022年,西门子正式面向中国市场推出了工业5G方案,为广大的工业企业提供更安全、高速、灵活、可靠的工业5G端到端的通信。
工业5G不是单纯将5G应用于工业,而是指能够满足严苛工业应用需求的5G通信技术。西门子现已实现通过工业5G专网传输PROFINET协议,从而为工业应用实时传输数据。
马睿德介绍,西门子5G已经在国内多个行业实现了落地。“工业5G超高可靠、低时延的特性,将在工业应用场景中大有作为。例如,我们和可口可乐公司借助运营商的公用5G网络,结合西门子工业5G的远程通信方案,实现了设备预防性维护、AGV小车的精准调度以及天车的实时操控等应用。”基于西门子工业5G解决方案,用户可实现对全厂海量数据综合监控、生产线自动控制,移动设备精准调度,超远程系统调试及故障诊断等。
在过程行业核心的控制技术方面,西门子于2019年向业内推出新一代过程控制系统SIMATIC PCS neo后,一直致力于这款产品的迭代更新。“SIMATIC PCS neo是西门子从零开始,利用前沿技术打造的面向未来的新一代控制系统。基于WEB的设计可实现多用户协作,大大缩短设计和调试的时间,可让用户在信息安全保障的前提下对工厂远程控制,适应于当前所面临的新冠疫情带来的居家办公需求。SIMATIC PCS neo支持模块化的MTP标准,能够帮助工厂提升灵活性,提升项目执行效率,降低生产成本,缩短产品上市时间。
目前SIMATIC PCS neo已在中国落地了多个项目,在庐山自来水厂项目中,通过采用SIMATIC PCS neo实现了从工程开发到调试运行再到运维的全周期数字化升级,打造了水厂数字化转型的标杆项目。”马睿德介绍,“2022年随着SIMATIC PCS neo 4.0新版本以及新的控制器SIMATIC S7-4100的发布,我们将着力把PCS neo落地更多不同的行业。”
如今,西门子不断发力工业5G、区块链、人工智能、大数据等前沿技术。在2022年11月进博会上,西门子Xcelerator开放式数字商业平台正式落地中国。随着西门子Xcelerator的推出,西门子正逐步将其整个硬件和软件组合,向模块化、云端连接和统一标准应用程序编程接口(API)的方向转型。不同规模的中国企业,将可以借助该平台实现数字化转型,利于快速、规模化地落地。马睿德表示,借助这一平台,西门子将数字化转型提升至全生态链协同开放创新的新阶段,与中国合作伙伴携手创新、共创价值,在充满变化的时代取得长期成功,同时共同助力解决当前最为紧迫的问题。
结语
西门子是深度参与中国现代化进程的跨国企业之一,与中国结缘了一个半世纪后,在华已拥有超过3万名员工、超过40家运营企业和20个研发中心。马睿德介绍,西门子在过程行业有超200人的工程师团队,于上海杨浦区建立了面向过程行业的数字化体验中心,部署了西门子各种各样的数字化应用,带给客户更加直观的感受。
如何更好地赋能本地业务,提高本地市场反应速度是西门子扎根中国的关键。面向未来,西门子的专业人员将覆盖更多城市,将西门子的产品和服务传递给更多客户。西门子也将进一步融入本土生态系统中,更贴近本土用户需求。作为2022年西门子中国过程自动化部新的当家人,马睿德将 “更贴近客户,倾听行业的声音” 作为工作重心之一,他表示:“通过和我们的用户、合作伙伴共创数字化价值,我们能够更好地实现数字化转型和生态构建,释放绿色发展的潜能,推动产业高质量发展迈上新的台阶。”
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工业是节能降碳的重点领域,也是实现“3060”碳达峰碳中和目标的关键。党的二十大报告明确提出,积极稳妥推进碳达峰碳中和,推进降碳、减污、扩绿、增长,完善能源消耗总量和强度调控,重点控制化石能源消费,逐步转向碳排放总量和强度“双控”制度。为了回顾 2023 年工业企业在节能降碳、绿色可持续发展方面的成就,了解当下的创新技术和应用,《流程工业》编辑部在 2024 年第一期特别策划了“工业碳中和”专题,邀请了一批国内外优秀的工业企业分享观点和产业实践,为广大的流程工业企业提供绿色可持续发展的启迪和借鉴。
作者:本刊编辑部
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