2020年德國閥門展會:數據烏托邦之旅

???? ? ?數字化和工業(yè)4.0早已加快步伐，許多閥門行業(yè)的公司已經熱情地加入了這一潮流。與此同時，他們還希望通過巨大的影響力和最重要的大量相關數據，增強自己的競爭力。這一進入未來的趨勢幾乎在整個行業(yè)中都在快速發(fā)展。盡管沒有人確切地知道工業(yè)4.0會帶來什么。但這似乎是有希望和鼓舞人心的。真的有一個烏托邦在等著你嗎?

???? ? ?數碼產品更好，而且會脫穎而出。據TUV Nord集團表示，這列高速列車飛馳向未來，勢不可擋?！皵底只俏覀兘洕凸I(yè)未來的一個關鍵概念”。SMC市場營銷、傳播和數字化經理克里斯蒂安?齊格勒(Christian Ziegler)強調，這是一種趨勢，就像全球化或城市化一樣。

???? ? ?增加收入，降低成本

???? ? ?實施在很久以前就開始了。大型工廠和工程建設部門正在有目的地利用工業(yè)4.0“增加收入，縮短產品開發(fā)時間，降低成本，”Jurgen Nowicki解釋說，大型工業(yè)設備制造商集團的發(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),是由德國協會VDMA (“Verband德國Maschinen——和Anlagenbau汽車?！?以及管理顧問maexpartners。

???? ? ?72%的受訪者表示，通過數字產品和服務增加收入和利潤的潛力與他們“非常相關”。14%的受訪者基于這種樂觀態(tài)度，預計未來5年的額外利潤將超過10%。這一觀點有助于抵御來自中國等發(fā)展中國家日益增長的競爭壓力。

???? ? ?

???? ? ?實時數據處理

???? ? ?如果閥門制造商希望跟上這一趨勢，他們將加入這一發(fā)展。因為在未來的制造業(yè)中，“信息技術將扮演一個重要的角色——不僅是在生產工廠的運作和控制中，而且在收集和分析機器數據或能源消耗信息方面，”自動化和控制技術解決方案提供商Festo預測。實時數據收集和處理正變得越來越可能。新的分析選項正在創(chuàng)建，例如用于預測維護或獲取能源流和消耗的整體視圖。

???? ? ?整合不局限于工廠內部，但是費斯托公司表示，越來越多的公司支持數據傳輸和與外部系統的數據同步。費斯托預測，未來，生產地點、供應商和客戶之間的合作將越來越緊密。“要做到這一點，至關重要的是要有標準化的接口和數據格式，以及高性能的網絡和連接。”

???? ? ?增加分散的自動化

???? ? ?閥門制造商正在行動。博克特(Burkert)產品經理塞巴斯蒂安?孔德爾(Sebastian Kundel)證實:“過去幾年，與數字通信完全同步的過程閥門分散自動化顯著增加?！痹诠S的設計、規(guī)劃和建設中可以獲得的利益是最重要的。用于診斷和數據數字傳輸的分散人工智能相對較少得到實現。與此同時，技術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)數據方面，人們的思維發(fā)生了重大轉變。“工廠、機器和生產流程的透明視圖將成為可能，并為運營、服務和維護提供新的業(yè)務模式。”

???? ? ?控制閥數字化

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

???? ? ?高等植物的可用性

???? ? ?薩姆森也完全相信數字化。它可以實現對閥門的全天候監(jiān)控?？芍苯哟_定的設定值、實際值、控制偏差、驅動壓力等可連續(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部和閥門上的錯誤情況。像“內部泄漏”或“執(zhí)行器缺陷”這樣的通知不需要用戶進一步的數據解釋。與閥門診斷功能集成在位置控制器內的數字化使工廠的可用性增加，“作為潛在的錯誤條件可以被早期檢測和糾正”。根據Samson的說法，未來的目標是完全避免錯誤情況，這可以通過前饋控制和實際的維護管理來實現。

???? ? ?配備軟件的現場設備

???? ? ?重要的驅動因素是自動化水平的普遍提高，工廠的可用性和生產力以及高質量的標準。與此同時，配備軟件的現場設備已成為規(guī)范，市場上的許多設備現在都帶有數字化操作?！皵底肿詣踊に囬y門的份額大幅增長，目前已達到一個顯著水平”。隨著IO-link(一種用于將智能傳感器和執(zhí)行器連接到自動化系統的通信系統)等技術的發(fā)展，這種增長并沒有完全停止。在規(guī)范中，對工藝技術很重要的特性的定義，特別是在功能安全方面，仍在進行中，”Sebastian Kundel解釋道。

???? ? ?根據Burkert的說法，控制和基于開關的閥門的數字化意味著分散的工廠設計。該公司正在開發(fā)解決方案。一個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。只有通過這種方式才能處理數據，例如閥門位置和工藝尺寸，以及功能安全和維護需求的診斷數據，通過傳感器和相關分析持續(xù)提供給工藝。并以數字形式從現場級轉移到主級。

???? ? ?工業(yè)4.0作為一種理念

???? ? ?數字化和工業(yè)4.0必然影響客戶的產品，在一定意義上說，他們必須為工業(yè)4.0做好準備，但他們也影響閥門制造商的內部流程。SMC以其無紙化裝配操作為例說明了這一點。“早些時候，我們有印刷圖紙和說明。但今天，我們在組裝業(yè)務的員工有一臺平板電腦，他們可以從那里獲得最新的指示和材料清單。這降低了錯誤率和媒體中斷，”SMC數字化經理克里斯蒂安?齊格勒(Christian Ziegler)表示。

???? ? ?齊格勒認為，數字化和工業(yè)4.0不是關于產品或服務，而是一種哲學。一個客戶的工業(yè)4.0解決方案與另一個客戶的看起來完全不同，因為他們的需求完全不同?！爱斎?，我們都遵循一些基本趨勢”。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品需求。因為集成需要適當的接口。重要的是，這樣的接口與制造商無關，可以跨制造商工作。齊格勒表示，這樣的標準正在市場中出現并逐漸形成。

???? ? ?產品數據管理是必不可少的

???? ? ?在Burkert實施數字化的一個基本要素是產品生命周期管理(PLM)。PLM是一個整體的，全公司范圍內的管理和控制的所有產品數據和過程相關的整個生命周期的延伸供應鏈-從設計和生產，銷售，直到拆除和回收。“要做到這一點，我們需要有組織的數據結構，能夠確保數據的存儲方式能夠在需要時快速訪問，比如產品表，”產品經理自動化過程閥(Automation Process valve)的塞巴斯蒂安?昆德爾(Sebastian Kundel)解釋道。實現這一點的關鍵是產品數據管理，它存儲來自產品開發(fā)的數據，并使其可用于產品生命周期的下游階段。

???? ? ?可能性的量子躍遷

???? ? ?基于數字開關和基于調節(jié)器的閥門代表了它們?yōu)檫^程自動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。從模擬信號到數字信號的轉換提供了許多好處。其中包括增強的分辨率，信號可靠性和減少布線的努力和成本，把幾個現場設備。它簡化了工廠建設。其他的好處是簡化了項目規(guī)劃，節(jié)省了布線、繪圖和調試的時間。Kundel解釋說:“如果你看一下工廠的操作安全，用戶會受益于更高的透明度，更好的機器可用性，通過預防性維護的重要信息，更快和更安全的設備交換以及設備特定的文檔。”在實現這一目標的過程中，有組織的、易于訪問的自動化組件的數據結構起到了關鍵作用?！斑^程管理本身變得更加透明，有助于提高效率”。

???? ? ?不同digital-standards

???? ? ?但是，所需技術的實施能有多成功呢?從智能閥門到過程控制，不同的數字通信標準常常是數據交換的障礙。“一方面，有現場總線標準，如PROFIBUS。然后我們在工業(yè)以太網方面有了快速的發(fā)展，例如PROFINET、以太網IP、Modbus TCP等。挑戰(zhàn)在于有意義地處理診斷數據，這意味著正確地使用和解釋它。數字化還意味著工廠規(guī)劃、建設、安裝、調試和運營人員的新任務和責任。

???? ? ?

???? ? ?高度自動化過程的數字化

???? ? ?“特別重要的是高度自動化過程的數字化。具有高質量標準的產品需要過程操作的驗證，”Kundel解釋道。這一點在食品、制藥和生物技術領域尤為明顯。在這方面，重要的是要避免機器停機時間不僅是出于成本的原因，而且要確保產品的質量和安全?！霸谧詣踊潭容^低的行業(yè)，數字化的意義也較低”。

???? ? ?工業(yè)4.0雖有諸多優(yōu)勢，但也存在一定的風險。Festo稱，IT安全解決方案是必須的，不僅是為了系統的可靠性，也是為了防止外界的攻擊。“有關資料安全、保護知識產權和其他法定規(guī)定的規(guī)定，必須加以修訂和進一步發(fā)展”。

???? ? ?沒有一個萬能的解決方案

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

???? ? ?但不會有普遍的解決辦法。SMC的克里斯蒂安?齊格勒(Christian Ziegler)強調:“我們每個人都必須仔細思考數字化的可能性。”“我可以在我的產品、流程、工具和服務中使用數字化的哪些方面?”我如何使用它們?思考這個問題很重要。這件事不可能一蹴而就。它太重要了，不應該被過多地對待。最高管理層必須為此提供自由和空間。只有這樣，一個人才有創(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束。當我們開始一段旅程時，我們看到的地平線并不完全相同，一旦我們進入旅程兩小時后?！蔽覀兾ㄒ荒芟Ｍ木褪且淮蝹ゴ蟮穆眯?

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

???? ? ?