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从过程控制到卓越运营,霍尼韦尔正在下一盘“数智化”大棋

作者:石林才2023.10.17阅读 5565

  数字化智能化是当前制造业发展的必然趋势,无论是对于离散工业,还是流程工业,未来必将通过数字化智能化转型走向高质量发展之路。
  对于提供数字化和智能化赋能的自动化厂商来说,如何帮助工业用户进行数智化转型,自动化技术如何融入先进的数智化技术从而更进一步的演进,是关乎未来发展的关键课题。
  近日CONTROL ENGINEERING China版权所有,全球流程工业自动化领导厂商霍尼韦尔在厦门举办了“数智未来”2023科技创新大会,发布了从项目实施到卓越运营、从升级改造到可持续发展的多项过程控制技术创新成果,并分享了霍尼韦尔应对当下和未来工业变革的发展战略。CONTROL ENGINEERING China 邀参加了本次会议,并采访了霍尼韦尔过程控制部中国总经理赵江,对霍尼韦尔如何继续践行工业自动化数智化的演进进行了深入交流。


“数智未来— 2023霍尼韦尔科技创新大会”现场

  Experion PKS HIVE:过程控制系统的新演进
  在流程工业,几乎所有的大型自动化控制都是通过DCS来实现的,而全球第一套DCS系统就是霍尼韦尔在1975年发明的,之后便成为了行业发展的基石。几经迭代,在2003年,霍尼韦尔推出了超越传统DCS功能的Experion PKS过程知识系统,再一次引领了过程自动化控制系统的发展。


霍尼韦尔过程控制部中国总经理赵江

  而在Experion PKS发布20周年之际,霍尼韦尔在本次科技创新大会上又隆重发布了Experion PKS HIVE(高度集成虚拟化环境),对过程控制技术进行了又一次的迭代和演进。“高度集成和虚拟化是理解HIVE的两个最重要的关键词,高度集成是指利用现在的数字化技术,将工业生产中各方面的数据集成在一起,通过数据分析、融合实现智能化www.cechina.cn,而虚拟化是指硬件的软件化,包括控制器的虚拟化和I/O的虚拟化,从而解除传统上应用程序与控制器、控制器与物理I/O之间的绑定。” 赵江解释道。
  相比之前的过程控制系统,Experion PKS HIVE带来的显著优势是,控制系统项目实施更快、更节约成本、工程组态配置更加简化,而项目实施的风险更低。由于HIVE对I/O进行了虚拟化,因此机柜里面就只有一种类型的通用型I/O,通过软件设置就可以对各类开关量、输出量、卡件等进行配置,而且在项目实施最初阶段,只要知道信号的数量不需要知道信号的类型,就可以开始启动工程,也不需要等设计单位给出I/O配置单后再配置,这样不仅减少了I/O配置的工程量而且大大缩短了项目实施周期。针对HIVE,霍尼韦尔还推出了UPC通用控制柜,将控制柜前移到现场,而且同样可以用软件来配置控制策略,从而缩短项目实施时间。


霍尼韦尔Experion过程知识系统(PKS)20周年庆典暨新品发布现场

  以一个实际新建工厂应用为例,工厂使用了28个C300控制器,经过对比,大约减少了50%的控制器数量,通过采用83个现场的UPC通用机柜,减少了约80%的控制柜数量,而且还由此在工厂网络方面减少了80%的光纤和网络设备。
  “当然并不只是在项目实施阶段减少工作量和节约了成本,HIVE就像是为传统的过程控制系统打开了数智化的大门。” 赵江表示,从生命周期来看,Experion PKS HIVE更具优势,特别是今后的升级维护只需要更新软件就可以完成,并不受硬件方面的影响,用户再也不用每隔几年就要被动地去做一些硬件升级。

  卓越运营:让每天的生产都处于最优状态
  和离散制造业不同,流程工业在工厂建成之后,稳定高效生产的关键在于日常的运营维护。一旦发生计划外停机往往会产生巨大的损失,相反,如果对生产过程不断优化持续精进,哪怕提高1%的效率或者节省1%的能耗都会有巨大的经济效益,因此,从优秀运营走向卓越运营一直是流程工业企业孜孜追求的目标。在本次科技创新大会上,霍尼韦尔亮相了多项帮助流程企业实现卓越运营的新产品新技术。
  要实现卓越运营,赵江表示,首先要提高控制水平减少波动和实时优化。在这方面霍尼韦尔一直就有行业领先的Profit Suite先进控制与实时优化平台。如今,霍尼韦尔推出了PERFORMANCE+,引入了过程数字孪生技术和生产智能技术。利用数字孪生的动态仿真功能,在PERFORMANCE+里面起到了一个类似软件测量的作用,可以实时收集现场的数据,并且和最优的历史数据做对比,发现偏差并提供优化建议。而生产智能技术则是使用了基于微软的生成式人工智能技术,帮助工艺工程师进行数据分析,找到运行性能没有达到最佳状态的原因。以前这样的工作只有依靠专家的几十年积累的经验,现在相当于是给工艺工程师配备了一个专家助手CONTROL ENGINEERING China版权所有,提供引导式故障诊断、限值及偏差优化、性能偏离预估和智能搜索与分析等功能,人员效率可以提高约50%,总体的越线操作降低20%。
  实现卓越运营第二个重要的抓手是生产设备要实现预测性维护。霍尼韦尔在此次大会上,第一次亮相了专用于设备预测性维护的VERSATILIS传感器。VERSATILIS传感器体积小巧www.cechina.cn,安装方便,可以监测高达20多种变量,如震动、温度、湿度、声音和磁通量等,设备安装了VERSATILIS传感器后,工作人员可以在手机APP上通过蓝牙的方式实时查看这些信息。当然,传感器的数据也可以通过无线的方式上传到霍尼韦尔的APM预测性维护平台,该平台预置了多种设备的性能模型、健康模型、机器学习模型等定制模型模板,实现设备的主动性和预测性维护。
  在赵江看来,实现卓越运营还离不开运维人员的专家化。一方面,霍尼韦尔推出了一个电子工作指导手持终端和一个随身带的可以随机紧急呼救和实时定位的安全监控终端。在手持终端上可以显示巡检工程师的每一步操作提示,以及相关的危险或者警告,而且这些终端都是连接到一个平台上的,每一步都是有记录和实时显示的,可以极大防止误操作。另一方面,霍尼韦尔还推出了一个生成式AI人机界面EXPERION,这是一个类似ChatGPT的深度学习系统,可以用自然语言进行交互,生成一些报告甚至生成一些预估的趋势,在屏幕上可以显示出来,供操作人员参考和预测。
  另外,对于人员的专家化CONTROL ENGINEERING China版权所有,霍尼韦尔早前发布的卓越制造平台(MXP)已进一步升级,覆盖生命科学及精细化工领域,凭借其灵活的模块化平台优势,帮助企业加快数字化转型,改善效率、质量和合规性。


霍尼韦尔卓越制造平台(MXP)进一步升级现场图

  “运营数字化智能化是我们的一个着重点,我们提出卓越运营的目标,是希望帮到客户工厂每天运营在最优的状态,每个运营人员都是专家级的运行人员。” 赵江表示,虽然这看似是一个非常简单的目标,但实施起来是非常复杂的,需要不断引入创新的数智技术,才可能真正实现从优秀到卓越。

  数智技术结合工艺技术,引领流程工业可持续发展
  霍尼韦尔是工业自动化业界先驱,但同时,霍尼韦尔也是石油和天然气领域领先的工艺技术供应商,其UOP工艺奠定了全球大多数炼油企业的发展基石。赵江表示,霍尼韦尔的数智化愿景就是希望将百年工艺技术与成熟的数智化技术紧密结合,为流程工业的可持续发展提供创新思路,助力打造中国数字化新生态。
  “在双碳的背景下,可持续发展给了每个企业更高的发展目标,在这样的时代背景下如何做到低碳发展,做到净零排放,这不仅是企业需要承担的社会责任,也是企业未来生存和发展的前提。” 赵江说,过去二三十年间,霍尼韦尔一直致力于将智能化技术和生产工艺深入融合,在包括工艺、设备、人员的互联工厂为过程工业提供解决客户实际问题的解决方案。借助UOP工艺,霍尼韦尔可以助力实现卡边控制,帮助客户确保芳烃、加氢、丙烷脱氢、苯酚丙酮等装置大幅优化效益,并夯实本质安全,这也是霍尼韦尔拥有的独家优势之一,而在数智化领域,霍尼韦尔有一套成熟的数字化解决方案,帮助工厂在保证安全的前提下实现最低的成本,在生产过程当中实现产量最大化、质量最优,让生产更加灵活,更加敏捷,最终实现数据互联、主动维护和智能运营。
  赵江还特意提到,在助力盛虹斯尔邦石化丙烷脱氢生产运营智能化升级项目中,霍尼韦尔所提供的整套智能工厂解决方案,帮助斯尔邦稳固了工厂在装置性能、生产成本、碳排放关键指标等层面的行业领先地位,让斯尔邦的丙烷脱氢装置成为了国内首家结合工艺技术和智能化技术应用、实现全面智能化生产和数字化操作的生产装置。


江苏斯尔邦石化现代中控室

  在科技创新大会上,霍尼韦尔还透露,未来还将推出一个DIGITAL PRIME生态系统,这是一个基于云端的元宇宙生态系统,无论是老项目的升级还是新项目的实施,都可以提供SaaS服务,DCS可以映射到云端,由霍尼韦尔的软件工具和专家维护,原来在线下独立完成的项目设计、项目实施、项目运行、售后服务等都会集中在PRIME生态系统平台上面进行。
  最后,赵江还表示,长期以来,霍尼韦尔一直践行“东方服务东方”的战略,在数智化产品和解决方案方面持续加大在中国的投入,包括在天津、上海、重庆等众多城市,本土研发、工程团队逐步扩大。
  “我们的目的是要和本土企业一起合作创新,知道本土企业的痛点是什么,然后探索霍尼韦尔的技术如何来更好地解决这些痛点,除此之外,我们致力于推动本土化生产,将研发、测试和生产都在本土完成,以便更好地为客户提供量身定制的服务。” 赵江表示。
  当前,新一轮科技革命和产业变革加速推进,新技术正在改变或者替代传统的自动化技术。这对于自动化厂商来说,在迎来发展新机遇的同时也面临更多挑战。我们看到霍尼韦尔正在布局一盘“数智化”的大棋,在传统的自动化技术上不断融入大数据、人工智能、云计算、虚拟化、元宇宙等新技术,对产品不断升级和推陈出新,继续引领流程工业自动化的演进。相信有着这些与时俱进的数智能化技术和百年UOP工艺技术的加持,霍尼韦尔必将为中国制造迈向“中国智造”注入新动力,助力流程工业企业实现高质量和可持续发展。

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