化工园区的数字化王国


作者:Dominik Stephan 日期:2019/08/30 来源:PROCESS《流程工业》

在德国化工企业仓库的实际工作中,大约有数十亿的资源可以进行节约优化,并且这些化工行业仓库中存储的产品和原材料价值不菲,其中可以节约的资金费用比例约为60%~70%。而企业实现这一节约目标的手段就是利用网络化和精细的数据管理。Samson公司的首席技术官Thomas Steckenreiter先生非常肯定地说道:“谁控制了数据流,谁就能够成为这一领域的领军者。”当然,这少不了要将商务IT与自动化以及数字化生产制造连接在一起。而此刻能够促进这一方案突飞猛进的“增压器”就是资源共享,这已不再是各个化工企业各自为政的单打独斗了。

化工园区的数字化王国

每天都有数百辆货车通过德国Knapsack工业园的大门,其中包括工业园、用户和建筑公司的以及近2 200名职工的车辆。那么外来车辆的目的地在哪里?联系人在哪?我们要运输的货物在哪?这一系列问题一时之间很难给出准确的答案。

为了进一步提高工业园区产品、配件和原材料以及各个企业、仓库的流通效率,Knapsack工业园的运营商与Tagxter公司进行了合作,Tagxter为工业园现场导航开发设计了一款应用软件。目前遇到的问题是他们没有找到在如此大的工业园中实现数字化的参照物。尽管如此,Knapsack工业园的运营商仍然坚信这一设想具有很大的潜力,这也就催生了满足这一化学工业园需要的工业园行车指南导航的App软件,这是一种可以在手机端和电脑端上使用的软件解决方案,它可以引导访客、供应商或者工业园的员工从工业园入口按照制定的路线直达目的地,相当于一幅化学工业园的谷歌地图。

有了这款App应用软件也使得工业园的工程建设更加高效。数字化的规划设计环境对于大型公司来讲是一件非常简单的事情。但对大多数中小型企业来讲,数字化设计环境则是它们面临的一项挑战。因为数字化规划设计环境的初期投资很高,除了资金问题之外,中小型企业还缺少能够全面贯彻落实数字化规划设计的数字链以及安全可靠的IT架构。Gendorf工业园运营商希望利用Gendorf CAX 4.0来弥补这一不足。这一方案不仅提供了在工业园中通用的工程设计工具,还将市场中常见的规划设计工具连成了一个网络。专门设计的IT技术架构使得工业园的工程技术人员在任何地点都能实时访问3D模型。

“在我们的IT技术架构中,终端设备和互联网速度几乎没有任何差距。” Gendorfer工业园的工程总监Michael Planasch先生说。这种IT架构的另一个优点是数字化系统的用户由工业园运营商进行控制,不同身份的用户只能访问与其身份相适应的规划设计模型。所有的数据都有着很高的可用性、安全性并且必须通过工业园数据中心服务器严格的认证审核。

数据眼镜能在流程设备巡检时,不用纸质文件或者直接与专家联系
数据眼镜能在流程设备巡检时,不用纸质文件或者直接与专家联系

数据眼镜旨在将虚拟世界与现实世界合二为一。但这一技术真的能在工业化的生产环境中使用吗?答案是肯定的。“数据眼镜很容易在日常工作中使用,但到目前为止,其还缺少与现有系统进行数据通讯的连接途径,例如与SAP系统的连接。”Höchst工业园IT维护负责人Ralph Urban先生补充说道。为了弥补这一空白,Höchst工业园与杜塞尔多夫大学合作开发了语音控制的App应用软件。“这使得我们成为这一领域的先驱者之一。” Höchst工业园运营商流程技术的负责人Frank Unger先生说。尽管工业园运营商新成立的子公司于2018年年初才开始运营,但AR数据眼镜的使用已经成为日常业务中的一部分了。而数据眼镜也只是被他们称之为移动维护业务中的一部分,其中的维修和检查等工作都已经实行了无纸化。

生产基地的记忆存储器

工厂运营者想要了解90 km长的地下管道情况仍然不是易事。无论是建设项目还是项目审核批准,化学工业园中所有的企业都要以工业园当前的基础设施数据为基础来制定和申报项目。这不仅涉及到工业园各个建筑物和设施的具体位置,而且还包括了地下管道、排水渠和电线电缆的位置和走向。谁?在什么地方?进行何种施工?采用点和检测点在哪里?需要的是能够集中管理这些可用信息的系统,Gendorf工业园运营商的现场管理负责人Andreas Damian先生解释说道。这些工作并不轻松,尤其是这些数据常常只能以纸质文件的形式提供用户使用。

现在,工业园基础设施的数据和信息要以“数字记忆”的方式保存起来。地理信息系统,简称为GIS,被工业园运营商称之为“管理基础设施数据的SAP系统”,按照1:1的比例对整个化学工业园进行了映射。专家们不仅关注厂区土地的草皮之上的信息和数据,此外,像电力线和排水管道(Gendorf工业园的地下管道长达90 km)等地下设施的信息数据也都可以供用户使用。 “我们正用数字化的方式重建整个工业园区。” Damian先生说。用户可以通过Web浏览器使用这些数字化数据和信息。控制系统会自动在后台评估所需的数据,综合授权系统可以将访问许可权分配给每一个项目管理层。Damian先生希望将审核批准工作的流程从目前的2天缩短至几分钟。工业园的GIS地理信息系统未来可期,现在的数字化技术文档已经做到了‘房前屋后’,未来可能将建筑设计图也纳入其中。

巴斯夫已经不再等待移动运营商了,他们开发了自己的5G网络
巴斯夫已经不再等待移动运营商了,他们开发了自己的5G网络

如果再加上无人机测量的精确地理数据,那么它和GIS地理信息系统将越来越成为一对备受赞誉的数字化双胞胎。 “GIS是我们建立数字化的坚实基础。” Damian先生说,即为精确的具体位置3D数据的基础。作为一种试验,运营商已经利用无人机对中央发货仓库进行了空中扫描,精确检测了2亿个定位点的数据,测量精度达到了2 cm。

化学工业园的运营商们已经在做与工业4.0相关的事情了。正如Samson公司的CTO首席技术官Steckenreiter先生所强调的那样:“凡是相信还早、还有时间做数字化工作的人都将在5年后退出历史舞台。”现在是化学工业园全面联网的时候吗?也许吧,但您想过在危险品仓库中使用无人驾驶的自行叉车吗?您想过在本身就不够安全的移动通信标准的网络中共享敏感数据吗?这些都是一些难以回答、且变化不定的问题。但最迟当互联网推进到非常敏感的领域中时,例如在易燃易爆Ex区域中时,我们必须对这些问题给出明确的答复。