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西門子助力實現過程工業的數（shù）字化轉型

2021-6-17 來源：西門子作者：-

• 專注於現實世界與數字世界的融合

• 工業物聯網：基於數據的（de）算法顯著提高工廠運營效率

• 過程優化和模塊化是數字化轉型成功的關鍵

在 ACHEMA Pulse 線上展會的虛擬活動中，西門子將展示如何（hé）通過現實世界與數字世界（jiè）的融合賦能工業（yè）企業實現多途徑（jìng）、可持續的發展（zhǎn）。過程工業企（qǐ）業正麵臨著緊迫且快速變化的各項挑戰。尤其是新冠（guàn）疫情的爆（bào）發幾乎在一夜之間改變了需求模式和全球供應鏈。與此同時，各項行業特定的法規和標準正在為（wéi）生產（chǎn）創造新的框架條件。借助數字化和自動化，能夠從容（róng）應對這些挑戰。工業物聯網解決方案可以利用由此產（chǎn）生的數據來確保競爭優勢，因為對數據的智能分析、理解和利（lì）用使企業能夠更快地（dì）適應不斷變化的需（xū）求。西門子數字化企業解決方案（àn）通過將現實世界與數字世界相融合來達（dá）成目標（biāo），從而為仿真、虛擬過程、遠程訪問和連接提供解決方案，並為數字化轉型提供服務。得益於相（xiàng）應的行（háng）業專業知識，西門（mén）子可以滿足具體行業領域的需求。

專注於行業的特定解決方案

西門子數字（zì）化工業集團過程自動化首席執行官 Eckard Eberle 表示：“ACHEMA Pulse 線上展是推（tuī）動客戶數字化轉型並（bìng）幫助他們進（jìn）一步了解如何與西門子合作的極佳（jiā）機遇。本次展示我們將特別（bié）關注製藥和化工行業，並期待分（fèn）享我們在這（zhè）些領域的專業（yè）知（zhī）識。”

對於製藥（yào）行業（yè）的企業而（ér）言，贏得（dé）與時（shí）間的賽跑比（bǐ）以往任何時候都（dōu）更加重要。西門子致力於幫助製藥企業（yè）借助數字化和自動化加快生產進程。例如，總部位於德（dé）國美因茨的生物技術公司 BioNTech SE，在西（xī）門子的協助下，以創紀錄的速度將馬爾堡現有的生產設施轉換為生產新冠疫苗。馬爾堡現場專家團隊通過與西門子的合（hé）作，現有 mRNA 疫（yì）苗生產設施的改造時間從一年左（zuǒ）右縮短至五個月，其中新的製造執（zhí）行係統（MES）關鍵部分的實施時間縮短至兩個半月。

未來，數字化雙胞胎（tāi）可（kě）以越來越多地應用於疫苗開發。全球醫藥保健公司葛蘭素史克（GSK）與數（shù）字化（huà）專家西門子和數字化轉型領導者Atos合作，利用數字化雙胞（bāo）胎實現疫（yì）苗開（kāi）發和生產過程的數字化。作為首個應用嚐試，葛（gě）蘭素史克、西門子和Atos開發出（chū）了（le）用於概念驗證的數字化雙胞胎，專門用於輔劑技術的開發和製造。利用機械模型和人工（gōng）智能，三家公司開發出了一個（gè）混合模型來仿真和監控這一過程。因（yīn）此，數字化雙胞胎將過程參數與輔劑質量聯係起來，通過傳感（gǎn）器和過程（chéng）分（fèn）析技（jì）術（PAT）為數字化雙胞胎提供預測產品質（zhì）量所需的信（xìn）息。任何偏離最佳（jiā）質量的情況都可（kě）以預見，利用雙胞胎作用於過程（chéng）參數，並對其進行修正，以滿（mǎn）足（zú）目標規格（gé）。下一步，GSK 希望與西門子合作，支持自身在新（xīn）疫苗的整個開發過程中建立和引入新的數字化（huà）雙胞胎的願景。因此，產品、生產和性能的數字化雙胞胎將被連（lián）接在一起。

在化學工業中，最大的挑戰在於工廠必須安全、可靠地運營。“西門子數字化現場（chǎng）工程師（shī）”是（shì）一種全新推出的創新理念，支持操作人員利用最先進的技術，如增（zēng）強現實（AR）和虛擬現實（VR），在現場實現工作的數字化和自動化。這種方法支持用戶實現過程行（háng）業工廠工作流程的數字化（huà）和無紙化處理，並通過電子文檔、訪問信息和智能設（shè）備的引（yǐn）導促進遠程（chéng）訪問。在此背景（jǐng）下，特種化學品公司朗盛（Lanxess）繼續推進其（qí）生產工廠的數（shù）字化。在接下（xià）來的三年中，朗盛將引入遠程運維（wéi）技術（shù）。第一步，每年使用的（de）約 40 萬份紙質運維清單將替換為數字清單，並錄入平板電腦中。西門子支持朗（lǎng）盛實現其運維清單數（shù）字化。為此，西門（mén）子（zǐ）應用了可（kě）在平板電腦上運行的 Moby.Check 軟件，可以使用鍵盤或語音命令進（jìn）行控製。Moby.Check 軟件（jiàn）提供（gòng）靈活的操作概念，支持用戶在他們的計算機上創建生產、服務（wù）和維護（hù）清（qīng）單，而無需任何預先的編程工作或培訓。除了更有效的處理（lǐ），還可以（yǐ）降低手動傳輸的錯誤（wù）率，簡化整個（gè）記錄過程。“西門（mén）子數字化現（xiàn）場工程師”理念支持從仿（fǎng）真到數字化工作過程的轉型（xíng），還可以探索（suǒ）在該領域應用數字化雙胞胎（tāi）的潛力。基（jī）於 AI 的應用程序通過早期（qī）檢測異常，有助於提高工廠（chǎng）的可用性。同時，預測性維護（hù）計劃的實施則意味（wèi）著可以避免停機和日（rì）常維護工（gōng）作（zuò）。

作為化（huà）工和石油天然氣行業的專用產品，西門子不僅提供 Simotics XP 係列防爆電（diàn）機，還在 Chemstar 版本中提供（gòng）適用於無爆炸危（wēi）險環境的 Simotics SD 係（xì）列電機。這些電機產品均（jun1）配有預配置的特定化學選件。這（zhè）兩個電機係列都可供選（xuǎn）型，即使（shǐ）在極端條件下（xià）也能可靠、節能地運行（háng），並提供所有相關證書。

模塊化是輕鬆滿足新需求的關鍵

為滿足短創新周期（qī）和適應新產品組合的需求，各係統必須快速（sù）且易於擴展。而先決條件是采用標準化的跨供應商接口，以實現模塊化工廠的高效配置、通信和集成。這種類（lèi）型的接（jiē）口在（zài） MTP 模塊類型（xíng）包中定義。該協議定義了過程模型或（huò）工廠部分的信息技術部分，確保其可以輕鬆集成到綜合自動化解決方案中，例如基於 Web 的過程控製係統Simatic PCS neo。這些模塊可組裝成一個（gè）整體過程，便（biàn）於對（duì）其（qí）進行監控。在ACHEMA Pulse 線（xiàn）上展中，西門子和（hé）默克（Merck）之間的合作範例將展示基於（yú） MTP 的模塊化生產工（gōng）廠如何最大限度地減少工程工作量，並支持快速和通用的過程（chéng）適配。

創新的 IIoT 解決方案（àn），實現更（gèng）快的數據傳輸和（hé）可（kě）靠的數據采集

“作為數字化轉型的一部分，過（guò）程工業呈現出新的（de）趨（qū）勢，我們正（zhèng）通過先進的解決方案和創（chuàng）新來推動這（zhè）一趨勢，”Eberle解釋道。“我們（men）認為 5G 是工業物聯網環境中最重要的（de）技術之一（yī）。依靠這一技術，我們可以通過強大的通信網絡快速、可（kě）靠（kào）地將數據傳輸到需要的位置（zhì），從（cóng）而使生產工廠更加靈（líng）活、自主和高效。”Scalance MUM856-1 是西門子推出的（de）首（shǒu）款工業 5G 路由器。

憑借其無線連接，強大的（de） Sitrans MS200 多傳感器構成了收（shōu）集機械係統（tǒng）組件振動（dòng）和溫度數據的硬件基礎。通過藍牙連接（jiē），數據將發送到（dào） Sitrans CC220 工業網關，並在此加密，然後（hòu）從此（cǐ）傳輸到（dào）雲端。Sitrans SCM IQ 係（xì）統具有基於機器學習的異（yì）常檢測特性。可（kě）不斷監控和分析所有傳感（gǎn）器值，並快速檢測任何偏離預期運行狀態（tài）的情況（kuàng）。通過該 App，可以記錄工廠行為中的異常情況（kuàng），以便立即分發消（xiāo）息，從而（ér）提醒預定義的（de）一組用戶。Sitrans SCM IQ 係統包（bāo）括多（duō）傳感器、網關和 App，可應（yīng）用於所有具有機械或旋轉係（xì）統組件的工廠。計劃從 2021 年夏季開始供貨，支持利用現場設備先前（qián）未使用的數據來提（tí）前搶先識別和（hé）防範（fàn）即將發生的設備故障，從而降低維護成本並規避計劃外停（tíng）機。

將可持續性作為指導原則

正如 Eberle 所強調的：“我（wǒ）們的產品和解決方案不僅滿足了客戶的需求（qiú），也為可持（chí）續發展做（zuò）出了貢獻。”因此，ACHEMA Pulse 線上（shàng）展還將組織關（guān）於化學品再循環利用和可（kě）持續發展主題的會議。

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