工业互联网已成为全球制造业发展的新趋势。在新基建的推动下,5G、人工智能、云计算等技术与传统工业深度融合,为实现智能制造提供了技术支撑,将有力促进制造强国早日实现。
十四五规划在新基建的基础上进一步加快了制造业转型升级的步伐,对 5G、工业互联网、AI、工业大数据、工业软件等技术或产品作了进一步的强调,未来制造业的发展方向将是高效节能、绿色环保的智慧工厂。
在智慧工厂建设中,工业互联网赋能智能制造,工业互联网作为关键技术手段,通过对工业要素的互联互通、相关要素的深度协同,实现设备管理精细化、生产过程一体化、企业管理标准化、分析应用数据化和决策支持科学化。
双碳目标和能耗双控背景下
在确保安全生产的前提下高效节能
当前在双碳目标下,各地必将进一步加强能耗总量和强度双控力度。节能环保、绿色发展成为众多企业迫在眉睫的重要课题。
节能是一项利国、利民、利企的伟大事业,而要做好这项事业,一要弄清楚能源浪费在哪里,怎样才能高效节能。
既要有正确的节能观念,正确的节能思路,还要掌握有效的节能方法,才能真正提高节能量与节能收益。
技术进步是提升工业能效的不竭动力,是实现工业节能目标的重中之重。安全第一,节能第二,能效第三。只有在确保人身安全、设备安全、环境安全的条件下节能和提高能效,才是被普遍接受的节能方式。必须真正从源头上降低安全生产的根源性隐患,实现高效节能,提高能源利用率(能效)。
节能是现代企业尚未开采或尚未有效开采的金矿与富矿。全域系统节能、全面节能、全面智能节能是天地广阔的蓝海。研究显示,更多的企业为合规地实现节省成本、提高效率,越来越关注能源管理系统。智慧能源管理系统可以在整个能源控制流程中找出能耗异常的环节,便于管理者及时采取应对措施减少能源浪费。
传统工厂设备及能源管理的痛点
工业4.0与中国制造2025时代,电能需求侧用户所采用的信息化、自动化、智能化、数字化的非线性设备将越来越多,种类越来越繁杂,性能越来越优异,设备、仪器、仪表、线路和开关等用电设备,对安全、稳定、节能运行要求也越来越高。
传统工厂在设备及能源管理方面仍面临以下痛点:
(1)设备故障反馈不准确、设备运维管理落后、设备问题处理效率低下,浪费了大量的人力、物力、影响企业正常生产。
(2)产线上质量异常的追溯会涉及到多工序、多设备。如果无法有效实现多环节的协同追溯,那异常故障的定位会非常困难。
(3)企业主要设备长时间停止运转,现场防护设施,机械设备,电线电路等经过长时间停用,易受气候及环境等侵蚀,出现设备松动等安全隐患,无法通过常规的复工检查、维修加固彻底排除。
(4)疫情缓解复工后,很多企业为了赶进度,抢生产,完成积压订单,24小时开足马力,进入高强度生产状态。对各类设备造成前所未有的性能挑战。部分机械设备寿命迅速缩短,容易造成突然宕机及安全隐患。
(5)电量实时统计分析大部分还是局限于对历史数据的聚合和可视化。而企业真正关心的,是能耗预测数据,以及用能分配优化方案。
(6)大多数企业都已经为空调等关键能耗设备安装了智能电表,也进行了相关分析,但空调用电优化还停留在初级阶段,仅限于简单的定期巡视,对于实际的用电效率难以判断,对于潜在的用电异常漏洞也难以确诊。
(7)设备由于运行多年,出现结焦、集灰问题严重,造成设备腐蚀及堵塞,导致产品质量或者能源效率的明显下降。一些辅助设备的故障也会影响到设备系统的运行,找到并排除这些故障需要较长时间。
曼顿智慧用电管理解决方案
曼顿科技提供高度集成了计量仪表、传感器、数据采集器、网关控制器、应用管理软件、系统实施和运维服务的,端到端的,智慧用电管理整体解决方案。可实现远程控制、实时监控、线路故障预警与报警、能耗监测,借助大数据挖掘和分析,可以实现用电行为分析、设备健康管理、节能降耗管理等。
曼顿解决方案高度集成 ——
高质量的传统空开+精确管控的数字空开
实时的数字电表
远程电控系统
能耗监测和管理平台
设备健康管理平台
用电安全与电气火灾监管平台
(1) 优化能源管理 。通过先进的物联网和Al大数据分析技术,记录、分析能耗数据,在整个能源监控过程中发现能耗异常的环节,便于及时采取应对措施,以优化能源使用。并精准洞察能效水平,高效优化能源管理措施和设备操作流程,提高建筑运营效率,降低能耗成本和维护费用。
(2) 设备健康管理 。工厂设备的健康状况和设备的工艺指标是分不开的,如设备性能下降,其工艺性能也会下降。通过故障模型自动提示设备的工艺指标偏差,就可以帮助及时发现和消除潜在故障。
流程工业智能工厂应当考虑从工艺设计、工程建设到生产运行管理全生命周期生产及管理的自动化、数字化和智能化,并从自动控制到智能运营管理均采用成熟可落地的先进技术,帮助企业达到安全生产、降本增效和提高决策效率的目的,通过数据驱动策略的部署为企业最终实现数字化转型赋能。
(3) 安全隐患排查及治理 。作为企业员工参与日常安全生产活动的重要手段,通过对安全行为、安全状态的观察,依据安全管理模块及相应的安全程序,实现对安全隐患的辨识、上报、整改、追溯的全过程闭环管控,从而固化安全执行力,建立持续改进的安全文化。
(4) 应急管理及指挥 。涵盖应急预案,应急演练,及应急物资管理,并集成应急指挥与响应,同时满足多种应用:平时,风险监测与预警,以预防为主;事发时,指挥与协同应对,做到快速反应,并保持跟踪应急操作的进展状态;事后,自动生成报告,提供应急操作中各步骤可追溯的历史记录,用于后续的事故调查和预案改进。
曼顿科技助力工厂数字化转型
利用数字孪生优化工厂运营
通过建设智能工厂,制造企业可以在一个更加复杂和快速变化的生态体系中脱颖而出,并实现效率效能的提升。
智能工厂最重要的特征之一是其自优化、自适应以及生产过程自动化的能力。该特征能够从根本上改变传统流程和管理模式。自主系统能够在没有人工参与的情况下制定并实施许多决策,并在诸多情况下将制定决策的过程从人工转移到机器设备。
作为未来工业发展的必然趋势,面对诸多技术挑战,智慧工厂需要解决多方面的问题,首当其冲就是 智能的感知控制 ,通过随时随地进行工业数据的采集来获取最关键的工业数据。
数据是智能工厂的命脉。基于系统性分析,数据将有助于推动各流程顺利开展,检测运营失误,提供用户反馈。当规模和范围均达到一定水平时,数据便可用于预测运营和资产利用效率低下的问题,以及采购量和需求量的变动。
智能工厂内部数据可以多种形式存在,且用途广泛,例如与环境状况相关的离散信息,包括湿度、温度或污染物。数据的收集和处理方式,以及 基于数据采取相应行动 才是数据发挥价值的关键所在。
要实现智能工厂的有效运作,制造企业应当采用适当的方式 持续创建和收集数据流 ,管理和储存产生的大量信息,并通过多种可能比较复杂的方式分析数据,且基于数据采取相应行动。
曼顿科技助力工厂数字化转型过程中 ,智能硬件及物联网、大数据、人工智能技术的融合应用使工厂能够精确采集、分析和传输数据,从而为整个制造企业提供更高的效率、可持续性和质量控制。
先进的智能制造企业正在利用数字孪生优化工厂的运营。通过匹配虚拟和物理世界,工厂可以对数据进行分析,对系统中的业务和其他背景数据进行监控,从而帮助工业终端用户实现更优化的性能。
数字孪生是高度成熟的智能工厂结构具备的特征。数字孪生通过数字化形式,以较高的水平呈现某对象或流程过去及当前的行为。数字孪生需针对生产、环境和产品情况持续开展实际的数据测量。基于强大的处理能力,数字孪生可从产品或系统情况中获取重要信息,反映现实世界中设计与流程的变化。
数字孪生可实现运营数字化,并超越自动化和集成,开展预测性分析。
数字孪生能够计算资产性能并预测、预警故障,使生产、技术和维护人员在同一平台上从不同维度分析和确诊故障原因,并及时付诸行动,使不同部门之间的协同效率显著提高。
智能工厂的建设是一个全面的建设,涵盖了从底层到高层的全面建设和优化。在考虑业务运行智能化、企业管理数字化转型的同时,兼顾感知控制层的应用功能提升和更多智能软件工具的应用,把智能工厂的基础打好。