【壓縮機(jī)網(wǎng)】工業(yè)4.0和數(shù)字化解決方案是流程泵、真空技術(shù)和壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家關(guān)注的重點(diǎn)，而新商業(yè)模式的競(jìng)爭(zhēng)也恰恰從這里開始。
 

 

　　工業(yè)4.0和數(shù)字化解決方案是流程泵、真空技術(shù)和壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家關(guān)注的重點(diǎn)，而新商業(yè)模式的競(jìng)爭(zhēng)也恰恰從這里開始。

　　流程工業(yè)企業(yè)（在工業(yè)領(lǐng)域，不間斷連續(xù)生產(chǎn)方式的如石油、化工等行業(yè)統(tǒng)稱為流程工業(yè)）如何在更快、更靈活地進(jìn)行生產(chǎn)的同時(shí)，也滿足多樣化、個(gè)性化產(chǎn)品的市場(chǎng)需求呢？傳統(tǒng)的單一產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備在這里是行不通的。更快、更靈活和更個(gè)性化需要的是基于模塊化方案的流程設(shè)備，而模塊化流程設(shè)備的目標(biāo)是可以利用這些模塊實(shí)現(xiàn)重復(fù)性的基本功能，以便優(yōu)化流程設(shè)備的工藝和縮短設(shè)備組裝時(shí)間。而這一切的重點(diǎn)是，實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證合格解決方案的標(biāo)準(zhǔn)化和能夠重復(fù)利用這些解決方案，最終實(shí)現(xiàn)復(fù)制粘貼式的即插即用。

 

　　模塊化的挑戰(zhàn)

　　像流程泵和壓縮機(jī)這類關(guān)鍵部件的生產(chǎn)廠家，也都在致力于開發(fā)適用于新流程設(shè)備和設(shè)備擴(kuò)展時(shí)使用的新型模塊化解決方案，因?yàn)槲磥?lái)的流程設(shè)備設(shè)計(jì)師們優(yōu)先考慮的是功能，即模塊化和系統(tǒng)的解決方案。其優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)計(jì)師們不必再仔細(xì)地考慮諸如流程泵、真空泵或者壓縮機(jī)系統(tǒng)等部件的所有具體細(xì)節(jié)。更重要的是，模塊化的組件、部件可以在新建項(xiàng)目中重復(fù)使用已經(jīng)通過(guò)驗(yàn)證的解決方案了，這節(jié)約了時(shí)間和資金。流程設(shè)備運(yùn)營(yíng)商可以一次次地快速組裝具有不同功能的獨(dú)立模塊，使其完成不同的流程工藝。

　　模塊化流程設(shè)備的特點(diǎn)是，某一系列同一功能的模塊有著不同的規(guī)格大小，例如同一類型的流程泵有著不同的體積流量和壓力范圍，而對(duì)這些技術(shù)裝備的一個(gè)重要要求就是標(biāo)準(zhǔn)化。如KSB公司開發(fā)了虛擬葉輪修整技術(shù)，利用智能手機(jī)對(duì)流程泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整和設(shè)置，與流程泵葉輪的機(jī)械調(diào)整不同的是，這不需要人工干預(yù)。因此，如果流程泵的實(shí)際工作點(diǎn)偏離經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的流量/揚(yáng)程工作點(diǎn)時(shí)可以簡(jiǎn)單地利用智能手機(jī)快速進(jìn)行優(yōu)化，或者對(duì)相關(guān)的工作點(diǎn)變化采取相應(yīng)的措施。流程泵的個(gè)性化可以明顯推遲流程泵的采購(gòu)期。當(dāng)然，這也會(huì)減少流程泵的變型種類，這一點(diǎn)在未來(lái)流程泵選擇中將會(huì)發(fā)揮更加重要的作用。

　　多級(jí)高壓泵（例如Grundfos公司、Rheinhütte公司、Flowserve公司和Xylem公司）也是實(shí)現(xiàn)模塊化功能塊的理想方法。不同的組合，不同的材料以及不同的連接和設(shè)備型號(hào)為流程設(shè)備操作者提供了各種組合選項(xiàng)。通過(guò)輸送級(jí)的數(shù)量多少，可以靈活地選擇模塊規(guī)格來(lái)滿足流程泵的性能要求，通過(guò)水泵電機(jī)的超同步運(yùn)行使得流程泵生產(chǎn)廠也可以對(duì)流程泵的尺寸規(guī)格施加影響，使其結(jié)構(gòu)更加緊湊。

 

　　在實(shí)踐中貫徹工業(yè)4.0

　　在能源成本快速上漲的壓力下，通用設(shè)備如壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)也越來(lái)越多地配備電子元器件和傳感器了，但僅僅是這樣還不足以使這些裝備滿足工業(yè)4.0的要求。在生成大數(shù)據(jù)之后，應(yīng)對(duì)智能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評(píng)估。先由傳感器提供數(shù)據(jù)，帶有分析軟件的微處理器再解讀這些數(shù)據(jù)，最終由執(zhí)行器完成任務(wù)。

　　在實(shí)踐中貫徹落實(shí)工業(yè)4.0意味著，設(shè)備控制系統(tǒng)不再僅僅由中央過(guò)程控制系統(tǒng)控制。智能化在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)體現(xiàn)為，能夠完成特定的功能、優(yōu)化其他技術(shù)設(shè)備的控制和監(jiān)控。未來(lái)下一步的工作就將是云中的數(shù)字化，這個(gè)數(shù)字化雙胞胎還可以與其他數(shù)字化雙胞胎一起訪問其他數(shù)據(jù)源或者網(wǎng)絡(luò)，例如實(shí)體系統(tǒng)中的執(zhí)行器。

　　貫徹落實(shí)工業(yè)4.0工作的重要準(zhǔn)備工作就是實(shí)現(xiàn)連通性和互動(dòng)性，對(duì)流程設(shè)備操作者來(lái)講，最大的優(yōu)點(diǎn)是：更高的透明度、更高的設(shè)備可用性和更高的生產(chǎn)能力，以下是3個(gè)例子：

　　KSB公司為流程設(shè)備運(yùn)營(yíng)商提供的“流程泵運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)”App能夠通過(guò)流程泵控制裝置“Pumpmeter”來(lái)測(cè)定流程泵的負(fù)荷曲線，并通過(guò)流程泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊獲得提高流程泵效率和系統(tǒng)可用性的操作建議。

　　Grundfos公司提供的化學(xué)品App軟件。水處理和化學(xué)品分銷領(lǐng)域中，客戶經(jīng)常遇到連接計(jì)量泵時(shí)的容器經(jīng)常出現(xiàn)混淆的情況。這一化工應(yīng)用程序能夠確保只有事先由云技術(shù)“批準(zhǔn)”的容器才能連接到計(jì)量泵上去。更重要的是，這一App還能監(jiān)控容器的充填狀態(tài)，以及控制后續(xù)新的灌裝容器。

　　Boge壓縮機(jī)公司和Aventics公司合作，為數(shù)字化技術(shù)的入門者開發(fā)了智能化氣動(dòng)技術(shù)App軟件Smart Pneumatic Grid。利用OPC UA通信技術(shù)協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)壓縮空氣生產(chǎn)設(shè)備與壓縮空氣使用設(shè)備之間的智能聯(lián)網(wǎng)，提供了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控、控制和優(yōu)化的可能性。Aventics公司介紹道，這一智能化氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用軟件能夠采集各個(gè)能源消耗層次的信息，并實(shí)現(xiàn)可視化。只需稍加處理就能從這些信息中導(dǎo)出Boge流程泵的調(diào)節(jié)控制信息。另外，這一應(yīng)用軟件還能向流程設(shè)備操作者顯示增加了的壓縮空氣消耗量。

 

　　智能數(shù)據(jù)的機(jī)遇

　　智能數(shù)據(jù)提供了使用以前不可能使用商業(yè)模式的機(jī)遇。迄今為止，制造商們銷售的都是真實(shí)的“硬件”設(shè)備，但實(shí)質(zhì)上這是“所有權(quán)”的轉(zhuǎn)移。可以想象的未來(lái)解決方案是，顧客可以在A向B支付“所有權(quán)”的資金，也就是說(shuō)顧客不再只是投資硬件本身，這是數(shù)字附加值相對(duì)于傳統(tǒng)解決方案的優(yōu)勢(shì)。

　　未來(lái)，通用設(shè)備的供應(yīng)商將會(huì)為用戶提供更高附加值的產(chǎn)品。為此，KSB公司成立了自己的專業(yè)工作組——“業(yè)務(wù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”。15～20名企業(yè)內(nèi)部和外部的人員在四個(gè)專業(yè)小組中開展工作，他們將根據(jù)客戶的技術(shù)數(shù)據(jù)開發(fā)服務(wù)產(chǎn)品，在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上給出報(bào)價(jià)，并了解如何將增材制造（3D打印）用于配件生產(chǎn)。

 

　　混合解決方案

　　目前，混合動(dòng)力技術(shù)是汽車工業(yè)領(lǐng)域中大力宣揚(yáng)的技術(shù)，電力和內(nèi)燃機(jī)相結(jié)合的混合動(dòng)力是一座很好的技術(shù)橋梁。

　　Egger公司研發(fā)生產(chǎn)的TEO旋流泵將半開式葉輪和Turo旋流葉輪的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合到一起，當(dāng)泵送的液體介質(zhì)中含有的氣體成分較大，例如最大達(dá)到10%時(shí)，推薦使用這種旋流泵。

　　混合式空氣壓縮機(jī)將活塞式和隔膜式空氣壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)也結(jié)合到了一起，相互結(jié)合之后充分發(fā)揮了兩者的優(yōu)勢(shì)，尤其是在要求的壓縮空氣有著高達(dá)150MPa的壓力，以及要在無(wú)油潤(rùn)滑的情況下生產(chǎn)工業(yè)用氣體或混合氣體時(shí)。同時(shí)，混合式的空氣壓縮機(jī)也保證了符合未來(lái)環(huán)保法規(guī)要求的設(shè)備投資。為了利用不同空氣壓縮原理的優(yōu)勢(shì)，空壓機(jī)外殼制造的配合尺寸非常精密。由于兩種空壓機(jī)壓縮空氣的物理原理相同，因此在熱力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中，這兩種壓縮方法可以結(jié)合到一起。流程工藝技術(shù)領(lǐng)域各工藝過(guò)程之間（例如冷卻器、容器、分離器）所需的空氣壓縮機(jī)在壓縮原理上沒有什么不同的要求。根據(jù)NEA集團(tuán)公司的介紹，利用活塞式壓縮機(jī)作為低壓級(jí)、隔膜式壓縮機(jī)作為高壓級(jí)是實(shí)現(xiàn)無(wú)潤(rùn)滑生產(chǎn)高壓壓縮空氣的最佳組合。

 

　　結(jié)語(yǔ)

　　在流程工業(yè)領(lǐng)域中，對(duì)靈活性、更多的個(gè)性化定制產(chǎn)品和更快的上市速度的要求越來(lái)越高。各個(gè)生產(chǎn)廠家如何同時(shí)滿足所有的要求則取決于它們自己，只要提出的解決方案別太離奇了就行?；ず椭扑幑I(yè)領(lǐng)域的客戶中，選擇大流量的流程泵和空壓機(jī)者常常比較保守，但已被實(shí)踐證明的成功案例是它們最佳的參考。