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自（zì）有工論｜西門子劉力康：以數字之力，解鎖流程工業節能減碳新模式（shì）

2023-11-29 來（lái）源：西門子作者：劉力康

在浩（hào）浩蕩蕩的工業化進程裏，流程工業始終是濃墨重彩的一筆。今天，可持（chí）續發展理念（niàn）成為全球共識，經（jīng）大數據、雲計算、人工智（zhì）能、物聯網、工業5G等（děng）新一代信息技術（shù）加持的（de）流（liú）程工業，業已成（chéng）為世界各國節能減（jiǎn）碳的“主戰場”。

釋放數據價值需要具備全局（jú）視角

數字經濟在各行各業加速滲透疊加流程工業（yè）變革深（shēn）度（dù）演進（jìn），數字化轉型已成為助力流程工業高速發（fā）展（zhǎn）的題中（zhōng）之義，是業界企業穿越市場不確定性迷霧的明燈。盡管很多流程工業企業早已把數字化轉型納入規劃，卻在實（shí）際實施過程中荊棘密（mì）布，難於找到切實可（kě）行的提升路徑。感知到業界企業對數字（zì）化轉型高效落（luò）地的迫切需（xū）求，西（xī）門子一方麵為流程工業企業提供一體化軟件解決方案，夯實數據基礎，構建起覆蓋產品（pǐn）全生命周期的數字孿生工廠。另一方（fāng）麵（miàn）幫助用戶充分釋放數字孿生工廠的數據價值，使之能（néng）夠真正地服務於生產效率的（de）提升和工廠的穩態運行。

具體而言（yán），新建工廠借助COMOS等工程軟件係統，能夠在原生數字化工程數據庫中完成集（jí）成工程設計，並將數（shù）據沿襲至運營階段（duàn），建立企業的數字孿生數據庫。而在役工廠借助COMOS Brownfield Enablement解決方案，能夠獲（huò）取、合並及統（tǒng）一數據和文檔，解決數據源分散和（hé）非結構（gòu）化（huà）數據問題，高效地進行數字化整合（hé）與轉換（huàn）。同時，西門子也能夠幫助企（qǐ）業基於數字孿（luán）生實現業（yè）務場景的數字化轉（zhuǎn）型。通過mobiles Worker Lite 數（shù）智工廠AR 移動應用軟件，將工（gōng）程設計數（shù）據、圖紙、文檔（dàng）、三維模型和運行狀態等設備動靜態數據推送到現場工作人員的手持終端，在手機、平板、智能眼鏡等移動應用設備中即可（kě）完成眾多業務場景（jǐng）的處理。

無論是新建工（gōng）廠（chǎng）還是在役工廠，預測（cè）性（xìng）維護技術都已成為工廠智能化的驅動力之一。在實現預測性維（wéi）護的過程中，數據（jù）是關鍵。通過對設備運行數據的（de）收集、處理和分析，提取出有用的信息，以監測設（shè）備（bèi）的狀態（tài）和（hé）預測故障。西門子推（tuī）出的基於人工智能（néng）的軟（ruǎn）件平台SiePA（Siemens Predictive Analytics），集（jí）成（chéng）了工業人工智能（néng）與工（gōng）業大（dà）數據分析技術，將預測功能從 “預測性維護”擴展到 “預測性優化”，並內置眾多行業知識與經驗，整合了130餘個模型模板和1200多個標準故障解決方案，有助於幫助企業控製風（fēng）險、提高設備可靠性、優化生產效（xiào）率、增強數據洞察力。SiePA還（hái）可以與（yǔ）DCS係統（tǒng）（如SIMATIC PCS 7 / PCS neo）相結合，實現“AI+DCS” 加強控製，助力企業在穩（wěn）定（dìng）提高產品質量的同時提升生產效率。

流程工業是工業節能減碳的發力點（diǎn）

在中國能源結構以化（huà）石能（néng）源為主、多元化發展的背景下，流程工業的節能減碳是實現“雙（shuāng）碳”目標的重（chóng）中之重。創新的產（chǎn）品、技術和解決方案則是支撐流程工業（yè）數字化轉型需求，推進行業內企業優化能源利用效率、提升能源消耗透明度的（de）關鍵一環。

基於gPROMS工藝（yì）仿真平台，我們可以（yǐ）搭建針對整個工廠能源係統的實（shí）時在線優化平台，用於追蹤不同能源形態在（zài）係統中的分配以及利用效率，從而動態的計算整個生產係統的碳足跡，並優化燃料、電力/動力、蒸汽（qì）和（hé）氫氣（qì）的利（lì）用（yòng）效率。gPROMS創（chuàng）新性的結合先進優化算法、快速求解能力以（yǐ）及具有係統狀（zhuàng）態感知能（néng）力的自適應模型，可以應用於眾多（duō）的工業（yè）領域。通過高忠實度的AI模型，賦（fù）能（néng）用戶快速高效的進行生產規劃並在滿足各種限製條件的前（qián）提下，以最經濟的方式運行整個生產係統，從而賦（fù）能（néng）鋼鐵、煉油以及石化、化工行業優化能源利用效率並滿（mǎn）足預期雙減目標。

當前，碳捕集、利用與封存（CCUS）技（jì）術是實現化石能源大規模循環再利用和淨零排放的主要途徑。早在2019年，西門子便布局於CCUS相（xiàng）關技術，收購了（le）擁（yōng）有先進多維度精細建模、動態仿真和實時優化技術的PSE公司。西門子 gCCS是（shì）全球首個專為完整CCS鏈設計的建模軟件，可（kě）以模擬從能源消（xiāo）耗到二氧化（huà）碳（tàn）捕集、壓縮、運輸，以（yǐ）及封存與重新利（lì）用的整個能源利用生命（mìng）周期。基於西門子gPROMS先進工（gōng）藝建模平台，結合工廠（chǎng）運行數據通過對生產工藝-生產知識的（de）軟件化、專業化與標準（zhǔn）化，西門（mén）子賦能工業企業建立高忠實度的生產（chǎn）係（xì）統工藝數字孿生，實時體現（xiàn）係統運行狀態，並動態的優化操作條件；同時結合先進的控製係統，解耦複雜控製邏輯降低（dī）操作者的工作強度，從而實現生產係統的實時動態優化。

全球能源危機愈演愈（yù）烈，以及（jí）氣候變化的嚴（yán）峻形勢下，如何解決能源結構錯（cuò）配問題、平衡碳排放與經濟發展，成為中國需要麵對的核心議題之一。作為優化能源結構、促進綠色低碳（tàn）發展的重要抓手，以氫能為代表的綠色能（néng）源被寄予（yǔ）厚望。麵對徐徐展開的市場藍圖，西門子除了從源頭助力流程工業低碳（tàn）、乃至零碳生產，還以氫能（néng）產業鏈工藝仿真技術、gPROMS模擬優化（huà）技（jì）術、分布式控製係統SIMATIC PCS 7等創新的產品、技術和解決方案，為綠色能源產業（yè）高質量發展注入源源不斷的動力。

構建本土生態才能更貼合用戶需求

為了使產品和解（jiě）決方案更貼合本土用戶的需求，進一步融入到本土生（shēng）態係統（tǒng），西門子針對流程（chéng）工業的不同垂直應用領域進行了布（bù）局，將很多產品轉移至本土生（shēng）產，與用戶、合作夥伴攜手（shǒu）打（dǎ）造本土生態圈。在（zài）業務發展方（fāng）麵，西門子持續加（jiā）強在中國市場的銷售、生產和研（yán）發能力，將卓越的產品、技術（shù）和解（jiě）決（jué）方案輸送給行業用戶。針對本土市場的需求特點，提供從（cóng）工（gōng）廠現場設備（bèi）層的儀器儀表、通信、工業電源等產品（pǐn），到控製層的DCS控製係統，再到（dào）豐富（fù）軟件產品的覆蓋全局的產品矩陣，不斷將先進理念和（hé）技術融入到流程工業。

近年來，西（xī）門子先後（hòu）推出更多的開創性解（jiě）決方（fāng）案，使（shǐ）得本土生態圈更（gèng）具（jù）“向心力”。2023年，西門子發布了《西門子工業5G全連接工廠白皮書》，結合5G技術應用環境和市場需求的演變（biàn），梳理自身在工業領域探（tàn）索工業5G應用落地的（de）成（chéng）功實（shí）踐。西門子已將自身（shēn）前（qián）沿技術和（hé）成熟生態與西門子（zǐ）工業5G相結合（hé），為工業（yè）5G落地更（gèng）多行（háng）業提供指引。同年，開放（fàng）式數字商業平台（tái）西門子Xcelerator落地中國，助力不同行業、不同規模、不同階段的企業更簡單、更快速地實（shí）現數字化的規模化落地。

西門子對（duì）流程工業的探索從未止步。屹立於時代風（fēng）口浪尖（jiān），麵對滾滾而（ér）來的數字化轉型浪潮，西門子將繼續秉持“勇擔責任、追（zhuī）求卓越、矢誌（zhì）創新”的初心，以先進的產品和解決方案，賦能更多企業以數字之力解鎖流程工業節能（néng）減碳新模式，為中國製造業帶來質變。

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