2020年德國(guó)閥門展會(huì):數(shù)據(jù)烏托邦之旅

???? ? ?數(shù)字化和工業(yè)4.0早已加快步伐，許多閥門行業(yè)的公司已經(jīng)熱情地加入了這一潮流。與此同時(shí)，他們還希望通過巨大的影響力和最重要的大量相關(guān)數(shù)據(jù)，增強(qiáng)自己的競(jìng)爭(zhēng)力。這一進(jìn)入未來的趨勢(shì)幾乎在整個(gè)行業(yè)中都在快速發(fā)展。盡管沒有人確切地知道工業(yè)4.0會(huì)帶來什么。但這似乎是有希望和鼓舞人心的。真的有一個(gè)烏托邦在等著你嗎?

???? ? ?數(shù)碼產(chǎn)品更好，而且會(huì)脫穎而出。據(jù)TUV Nord集團(tuán)表示，這列高速列車飛馳向未來，勢(shì)不可擋。“數(shù)字化是我們經(jīng)濟(jì)和工業(yè)未來的一個(gè)關(guān)鍵概念”。SMC市場(chǎng)營(yíng)銷、傳播和數(shù)字化經(jīng)理克里斯蒂安?齊格勒(Christian Ziegler)強(qiáng)調(diào)，這是一種趨勢(shì)，就像全球化或城市化一樣。

???? ? ?增加收入，降低成本

???? ? ?實(shí)施在很久以前就開始了。大型工廠和工程建設(shè)部門正在有目的地利用工業(yè)4.0“增加收入，縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間，降低成本，”Jurgen Nowicki解釋說，大型工業(yè)設(shè)備制造商集團(tuán)的發(fā)言人(AGAB)援引2017年的研究“Potenziale馮工業(yè)4.0 im Gro?anlagenbau”行業(yè)4.0潛在的工業(yè)廠房工程和建筑行業(yè),是由德國(guó)協(xié)會(huì)VDMA (“Verband德國(guó)Maschinen——和Anlagenbau汽車?！?以及管理顧問maexpartners。

???? ? ?72%的受訪者表示，通過數(shù)字產(chǎn)品和服務(wù)增加收入和利潤(rùn)的潛力與他們“非常相關(guān)”。14%的受訪者基于這種樂觀態(tài)度，預(yù)計(jì)未來5年的額外利潤(rùn)將超過10%。這一觀點(diǎn)有助于抵御來自中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家日益增長(zhǎng)的競(jìng)爭(zhēng)壓力。

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???? ? ?實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理

???? ? ?如果閥門制造商希望跟上這一趨勢(shì)，他們將加入這一發(fā)展。因?yàn)樵谖磥淼闹圃鞓I(yè)中，“信息技術(shù)將扮演一個(gè)重要的角色——不僅是在生產(chǎn)工廠的運(yùn)作和控制中，而且在收集和分析機(jī)器數(shù)據(jù)或能源消耗信息方面，”自動(dòng)化和控制技術(shù)解決方案提供商Festo預(yù)測(cè)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集和處理正變得越來越可能。新的分析選項(xiàng)正在創(chuàng)建，例如用于預(yù)測(cè)維護(hù)或獲取能源流和消耗的整體視圖。

???? ? ?整合不局限于工廠內(nèi)部，但是費(fèi)斯托公司表示，越來越多的公司支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸和與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步。費(fèi)斯托預(yù)測(cè)，未來，生產(chǎn)地點(diǎn)、供應(yīng)商和客戶之間的合作將越來越緊密?！耙龅竭@一點(diǎn)，至關(guān)重要的是要有標(biāo)準(zhǔn)化的接口和數(shù)據(jù)格式，以及高性能的網(wǎng)絡(luò)和連接。”

???? ? ?增加分散的自動(dòng)化

???? ? ?閥門制造商正在行動(dòng)。博克特(Burkert)產(chǎn)品經(jīng)理塞巴斯蒂安?孔德爾(Sebastian Kundel)證實(shí):“過去幾年，與數(shù)字通信完全同步的過程閥門分散自動(dòng)化顯著增加。”在工廠的設(shè)計(jì)、規(guī)劃和建設(shè)中可以獲得的利益是最重要的。用于診斷和數(shù)據(jù)數(shù)字傳輸?shù)姆稚⑷斯ぶ悄芟鄬?duì)較少得到實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，技術(shù)可能性和軟件特性將變得更加不言自明。昆德爾表示，在有益地使用狀態(tài)數(shù)據(jù)方面，人們的思維發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變。“工廠、機(jī)器和生產(chǎn)流程的透明視圖將成為可能，并為運(yùn)營(yíng)、服務(wù)和維護(hù)提供新的業(yè)務(wù)模式?！?/p>

???? ? ?控制閥數(shù)字化

???? ? ?根據(jù)Samson的說法，首先，復(fù)雜的閥門都配有位置控制器。另一方面，有一些簡(jiǎn)單的閥門——例如開關(guān)閥門——仍然主要配置電磁閥和/或限位開關(guān)。雖然參孫在這里也提供了解決方案，但他們的數(shù)字化可能沒有那么先進(jìn)?！耙环矫?，這些閥門必須將信息傳遞給整個(gè)系統(tǒng)，另一方面，它們必須能夠接收來自系統(tǒng)的信息”。在開關(guān)閥門方面，我們離我們?cè)诳刂崎y上看到的高水平的數(shù)字化還有“很長(zhǎng)的路要走”。

???? ? ?高等植物的可用性

???? ? ?薩姆森也完全相信數(shù)字化。它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門的全天候監(jiān)控?？芍苯哟_定的設(shè)定值、實(shí)際值、控制偏差、驅(qū)動(dòng)壓力等可連續(xù)記錄，并可在以后添加附加信息。

???? ? ?位置控制器提前通知用戶閥門內(nèi)部和閥門上的錯(cuò)誤情況。像“內(nèi)部泄漏”或“執(zhí)行器缺陷”這樣的通知不需要用戶進(jìn)一步的數(shù)據(jù)解釋。與閥門診斷功能集成在位置控制器內(nèi)的數(shù)字化使工廠的可用性增加，“作為潛在的錯(cuò)誤條件可以被早期檢測(cè)和糾正”。根據(jù)Samson的說法，未來的目標(biāo)是完全避免錯(cuò)誤情況，這可以通過前饋控制和實(shí)際的維護(hù)管理來實(shí)現(xiàn)。

???? ? ?配備軟件的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

???? ? ?重要的驅(qū)動(dòng)因素是自動(dòng)化水平的普遍提高，工廠的可用性和生產(chǎn)力以及高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，配備軟件的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備已成為規(guī)范，市場(chǎng)上的許多設(shè)備現(xiàn)在都帶有數(shù)字化操作?！皵?shù)字自動(dòng)化工藝閥門的份額大幅增長(zhǎng)，目前已達(dá)到一個(gè)顯著水平”。隨著IO-link(一種用于將智能傳感器和執(zhí)行器連接到自動(dòng)化系統(tǒng)的通信系統(tǒng))等技術(shù)的發(fā)展，這種增長(zhǎng)并沒有完全停止。在規(guī)范中，對(duì)工藝技術(shù)很重要的特性的定義，特別是在功能安全方面，仍在進(jìn)行中，”Sebastian Kundel解釋道。

???? ? ?根據(jù)Burkert的說法，控制和基于開關(guān)的閥門的數(shù)字化意味著分散的工廠設(shè)計(jì)。該公司正在開發(fā)解決方案。一個(gè)例子是集成了位置或過程控制器和過程閥門控制頭的閥門系統(tǒng)。只有通過這種方式才能處理數(shù)據(jù)，例如閥門位置和工藝尺寸，以及功能安全和維護(hù)需求的診斷數(shù)據(jù)，通過傳感器和相關(guān)分析持續(xù)提供給工藝。并以數(shù)字形式從現(xiàn)場(chǎng)級(jí)轉(zhuǎn)移到主級(jí)。

???? ? ?工業(yè)4.0作為一種理念

???? ? ?數(shù)字化和工業(yè)4.0必然影響客戶的產(chǎn)品，在一定意義上說，他們必須為工業(yè)4.0做好準(zhǔn)備，但他們也影響閥門制造商的內(nèi)部流程。SMC以其無紙化裝配操作為例說明了這一點(diǎn)?！霸缧r(shí)候，我們有印刷圖紙和說明。但今天，我們?cè)诮M裝業(yè)務(wù)的員工有一臺(tái)平板電腦，他們可以從那里獲得最新的指示和材料清單。這降低了錯(cuò)誤率和媒體中斷，”SMC數(shù)字化經(jīng)理克里斯蒂安?齊格勒(Christian Ziegler)表示。

???? ? ?齊格勒認(rèn)為，數(shù)字化和工業(yè)4.0不是關(guān)于產(chǎn)品或服務(wù)，而是一種哲學(xué)。一個(gè)客戶的工業(yè)4.0解決方案與另一個(gè)客戶的看起來完全不同，因?yàn)樗麄兊男枨笸耆煌??！爱?dāng)然，我們都遵循一些基本趨勢(shì)”。其中之一是橫向和縱向一體化。我們可以從這樣的集成中獲得更多的產(chǎn)品需求。因?yàn)榧尚枰m當(dāng)?shù)慕涌?。重要的是，這樣的接口與制造商無關(guān)，可以跨制造商工作。齊格勒表示，這樣的標(biāo)準(zhǔn)正在市場(chǎng)中出現(xiàn)并逐漸形成。

???? ? ?產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理是必不可少的

???? ? ?在Burkert實(shí)施數(shù)字化的一個(gè)基本要素是產(chǎn)品生命周期管理(PLM)。PLM是一個(gè)整體的，全公司范圍內(nèi)的管理和控制的所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)和過程相關(guān)的整個(gè)生命周期的延伸供應(yīng)鏈-從設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，銷售，直到拆除和回收。“要做到這一點(diǎn)，我們需要有組織的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能夠確保數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式能夠在需要時(shí)快速訪問，比如產(chǎn)品表，”產(chǎn)品經(jīng)理自動(dòng)化過程閥(Automation Process valve)的塞巴斯蒂安?昆德爾(Sebastian Kundel)解釋道。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的關(guān)鍵是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，它存儲(chǔ)來自產(chǎn)品開發(fā)的數(shù)據(jù)，并使其可用于產(chǎn)品生命周期的下游階段。

???? ? ?可能性的量子躍遷

???? ? ?基于數(shù)字開關(guān)和基于調(diào)節(jié)器的閥門代表了它們?yōu)檫^程自動(dòng)化提供的可能性的巨大飛躍。Burkert說，這樣做的好處是多種多樣的。從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換提供了許多好處。其中包括增強(qiáng)的分辨率，信號(hào)可靠性和減少布線的努力和成本，把幾個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。它簡(jiǎn)化了工廠建設(shè)。其他的好處是簡(jiǎn)化了項(xiàng)目規(guī)劃，節(jié)省了布線、繪圖和調(diào)試的時(shí)間。Kundel解釋說:“如果你看一下工廠的操作安全，用戶會(huì)受益于更高的透明度，更好的機(jī)器可用性，通過預(yù)防性維護(hù)的重要信息，更快和更安全的設(shè)備交換以及設(shè)備特定的文檔。”在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的過程中，有組織的、易于訪問的自動(dòng)化組件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)起到了關(guān)鍵作用。“過程管理本身變得更加透明，有助于提高效率”。

???? ? ?不同digital-standards

???? ? ?但是，所需技術(shù)的實(shí)施能有多成功呢?從智能閥門到過程控制，不同的數(shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)常常是數(shù)據(jù)交換的障礙?！耙环矫?，有現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，如PROFIBUS。然后我們?cè)诠I(yè)以太網(wǎng)方面有了快速的發(fā)展，例如PROFINET、以太網(wǎng)IP、Modbus TCP等。挑戰(zhàn)在于有意義地處理診斷數(shù)據(jù)，這意味著正確地使用和解釋它。數(shù)字化還意味著工廠規(guī)劃、建設(shè)、安裝、調(diào)試和運(yùn)營(yíng)人員的新任務(wù)和責(zé)任。

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???? ? ?高度自動(dòng)化過程的數(shù)字化

???? ? ?“特別重要的是高度自動(dòng)化過程的數(shù)字化。具有高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品需要過程操作的驗(yàn)證，”Kundel解釋道。這一點(diǎn)在食品、制藥和生物技術(shù)領(lǐng)域尤為明顯。在這方面，重要的是要避免機(jī)器停機(jī)時(shí)間不僅是出于成本的原因，而且要確保產(chǎn)品的質(zhì)量和安全?！霸谧詣?dòng)化程度較低的行業(yè)，數(shù)字化的意義也較低”。

???? ? ?工業(yè)4.0雖有諸多優(yōu)勢(shì)，但也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。Festo稱，IT安全解決方案是必須的，不僅是為了系統(tǒng)的可靠性，也是為了防止外界的攻擊。“有關(guān)資料安全、保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和其他法定規(guī)定的規(guī)定，必須加以修訂和進(jìn)一步發(fā)展”。

???? ? ?沒有一個(gè)萬能的解決方案

???? ? ?Burkert確信數(shù)字閥門——無論是基于調(diào)節(jié)器還是基于開關(guān)——將成為許多應(yīng)用領(lǐng)域的規(guī)范。易用性和功能可靠性將是用戶關(guān)注的重點(diǎn)，但信息量“將顯著提高”。

???? ? ?但不會(huì)有普遍的解決辦法。SMC的克里斯蒂安?齊格勒(Christian Ziegler)強(qiáng)調(diào):“我們每個(gè)人都必須仔細(xì)思考數(shù)字化的可能性?！薄拔铱梢栽谖业漠a(chǎn)品、流程、工具和服務(wù)中使用數(shù)字化的哪些方面?”我如何使用它們?思考這個(gè)問題很重要。這件事不可能一蹴而就。它太重要了，不應(yīng)該被過多地對(duì)待。最高管理層必須為此提供自由和空間。只有這樣，一個(gè)人才有創(chuàng)造力。

???? ? ?未知的目的地

???? ? ?在齊格勒看來，“我們的旅程才剛剛開始。沒有人知道這段旅程將在哪里結(jié)束。當(dāng)我們開始一段旅程時(shí)，我們看到的地平線并不完全相同，一旦我們進(jìn)入旅程兩小時(shí)后?！蔽覀兾ㄒ荒芟Ｍ木褪且淮蝹ゴ蟮穆眯?

???? ? ?閥門和泵領(lǐng)域的創(chuàng)新成果將于2020年12月1日至3日在德國(guó)杜塞爾多夫會(huì)展中心1號(hào)、3號(hào)和4號(hào)展廳舉行的第一屆工業(yè)閥門博覽會(huì)上展示。

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