文 / Mareike Monninger

智能系統(tǒng)的來臨

文 / Mareike Monninger

在當(dāng)前過程工業(yè) 4.0 的實(shí)現(xiàn)進(jìn)程當(dāng)中，無數(shù)新技術(shù)發(fā)展正在市場(chǎng)上紛紛涌現(xiàn)——在這樣的大背景下，閥門技術(shù)領(lǐng)域有一款新系統(tǒng)脫穎而出，占據(jù)了技術(shù)發(fā)展金字塔的塔尖位置。這套系統(tǒng)可用于簡(jiǎn)化和提升企業(yè)管理以及優(yōu)化生產(chǎn)過程。這些能力能為工廠成套設(shè)備制造商和工廠運(yùn)營方創(chuàng)造更多價(jià)值。

在工業(yè)領(lǐng)域，盡量提升工廠經(jīng)營的經(jīng)濟(jì)性也具有相當(dāng)?shù)闹匾裕移渌急戎卣诓粩嗉哟?。因此，其重點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)工廠所有設(shè)備相互之間的最優(yōu)化協(xié)同運(yùn)作，正確理解掌握工廠運(yùn)行條件和工作流程，盡量縮短設(shè)備停機(jī)時(shí)間。其中，最后一個(gè)前提條件就是對(duì)工廠設(shè)備的維護(hù)，例如，閥門就是一項(xiàng)頗為重要的影響因素。

工作流程的每一次簡(jiǎn)化，無論是文檔生成還是管理工作，以及有可能的錯(cuò)誤避免支持，都成為了系統(tǒng)成功的決定性因素，并有助于減少意外停機(jī)時(shí)間，由此提升了工廠設(shè)備的可用性和過程安全性。在本個(gè)案當(dāng)中，簡(jiǎn)化就意味著減少文檔編制量，節(jié)約管理支出，從而節(jié)約時(shí)間。維護(hù)支持意味著直接在作業(yè)場(chǎng)所以數(shù)字化形式提供所有與維護(hù)工作相關(guān)的信息。

Gemü公司就開發(fā)了一套能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)的系統(tǒng)：在 Conexo公司，各種閥門部件，包括閥體、執(zhí)行器和隔膜，還有作為一項(xiàng)總體資源中心的閥門整體，都配備了無線射頻識(shí)別（RFID）芯片，也由此配上了不可拆卸式的電 子 身 份 ID。 這 一 ID 不 僅 實(shí) 現(xiàn)了唯一的電子可追溯性，還能在現(xiàn)場(chǎng)更好地標(biāo)識(shí)出各個(gè)組件以及易損部件。所有分配給閥門或組件的信息可以在現(xiàn)場(chǎng)用 RFID 讀取器導(dǎo)入，即 Conexo Pen，并能用Conexo App 應(yīng)用在平板電腦上查看。由此，就可隨時(shí)以數(shù)字方式取得工廠設(shè)備組件文檔和生產(chǎn)廠證書。工廠運(yùn)營方還可以在現(xiàn)場(chǎng)直接調(diào)取上次維護(hù)工作的信息。

數(shù)字化管理支付

進(jìn)一步地，這款應(yīng)用還提供了數(shù)字化維護(hù)作業(yè)支持選項(xiàng)。技術(shù)人員可以在自己的平板電腦上以電子方式接收維護(hù)工作單，并能唯一地找到需要接受維修的閥門，隨后即可開展維護(hù)作業(yè)。而執(zhí)行維護(hù)作業(yè)的人員以及作業(yè)日期都將自動(dòng)以數(shù)字形式記錄下來。在維護(hù)期間，技術(shù)員在整個(gè)維護(hù)過程序列當(dāng)中都可得到這款應(yīng)用的指導(dǎo)。在一體內(nèi)置 RFID 芯片的幫助下，可分別對(duì)舊隔膜和新隔膜進(jìn)行掃描。

在這里，特征描述都是唯一的，從而確保使用了正確的組件。即使已經(jīng)拆卸下來，仍然可以唯一地對(duì)隔膜本身進(jìn)行追蹤。隔膜狀態(tài)可以最終記錄到文檔內(nèi)。系統(tǒng)會(huì)要求技術(shù)員評(píng)估舊隔膜的狀況，在必要時(shí)，技術(shù)員可以利用系統(tǒng)的“照片存檔”功能，利用平板電腦拍下隔膜照片。對(duì)易損部件的評(píng)估也以電子方式執(zhí)行，因此也可以系統(tǒng)化地實(shí)施。掃描器和應(yīng)用程序都通過藍(lán)牙方式通信，維護(hù)期間采集的所有信息都離線存儲(chǔ)在平板電腦上。這些信息隨后通過無線局域網(wǎng)上傳至Conexo 門戶程序，即一款便攜式服務(wù)應(yīng)用程序，信息可以在此程序當(dāng)中得到記錄和分析。這款門戶程序就是本系統(tǒng)的中央管理單元，其最理想方式的安裝地點(diǎn)是運(yùn)營方的經(jīng)營場(chǎng)所。所有相關(guān)信息都將流入這個(gè)單元。在一項(xiàng)“歷史記錄”功能的幫助下，所有信息日志都可以進(jìn)行相互比對(duì)。系統(tǒng)可以跨工作地點(diǎn)管理和分析位置、所屬工廠部門、組件和維護(hù)工作單，并可以通過接口將數(shù)據(jù)傳輸至維護(hù)軟件。甚至可以直接與企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）系統(tǒng)通信。

在維護(hù)期間內(nèi)避免錯(cuò)誤來源

對(duì)于工廠運(yùn)營方來說，Conexo 不僅簡(jiǎn)化了過程和文檔編制，還通過支持功能避免了錯(cuò)誤的發(fā)生。盡管所有過程序列都在技術(shù)上進(jìn)行了優(yōu)化，并在制藥生產(chǎn)當(dāng)中進(jìn)行了詳細(xì)定義和具體驗(yàn)證，但這種經(jīng)常仍屬于模擬方式的維護(hù)作業(yè)卻經(jīng)常遭遇到可能的錯(cuò)誤來源。

手工搬運(yùn)過程中可能發(fā)生錯(cuò)誤，備件有可能混淆，維護(hù)計(jì)劃和日志可能污損，技術(shù)人員有可能在資源中心上犯下錯(cuò)誤，也有可能執(zhí)行了2次維護(hù)作業(yè)或者1次維護(hù)也未能執(zhí)行。即使正確地填寫了手工維護(hù)日志，但也有可能無法以電子方式進(jìn)一步處理或評(píng)估。

所有這些問題都可以通過新的可追溯性功能選項(xiàng)、現(xiàn)場(chǎng)唯一身份標(biāo)識(shí)和維護(hù)支持來克服。此外，還具備在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)取和查看安裝指南以及適用閥門安裝視頻的選項(xiàng)功能。這一選項(xiàng)功能可以減少發(fā)生維護(hù)錯(cuò)誤的可能性。未來，通過這些功能，維護(hù)工作可以變得更加安全、更加透明可以實(shí)現(xiàn)電子式記錄，從而增強(qiáng)工廠的可用性和過程安全性。

圖1 工廠當(dāng)中的閥門可以輕松得到識(shí)別，所有相關(guān)信息都可以用小巧的 RFID 讀取器 Conexo Pen 導(dǎo)入

圖2 所有相關(guān)信息可以通過平板電腦現(xiàn)場(chǎng)顯示，即使在潔凈車間內(nèi)，也可以使用Conexo Pen的觸控筆尖輕松操作平板電腦

圖3 Bioengineering 公司試點(diǎn)成套設(shè)備：所有隔膜閥和多通閥組均配備了 RFID 芯片

在試點(diǎn)成套設(shè)備上投入實(shí)用

不僅是工廠運(yùn)營方，當(dāng)涉及到 FAT、SAT 和 IQ 時(shí)，成套設(shè)備制造商也能從這套全面完善的系統(tǒng)當(dāng)中獲益。各項(xiàng)支出將得到顯著削減，因?yàn)樗幸蟮拈y門文檔，包括認(rèn)證日志、作業(yè)證書和其它相關(guān)文檔，都可以以數(shù)字方式取得和管理，閥門可以在現(xiàn)場(chǎng)輕松識(shí)別，并且可以在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)取相關(guān)信息。

當(dāng)我們?cè)趯で笠患页商自O(shè)備制造商作為第一批試點(diǎn)工廠時(shí)，瑞士公司 Bioengineering 作為一家理想且可靠的合作伙伴，自愿參加了合作。Gemü公司與這家伙伴達(dá)成了深入且非常良好的合作。作為衛(wèi)生方案設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一家成套設(shè)備制造商，這家公司專業(yè)從事所有規(guī)模的生物反應(yīng)器和成套發(fā)酵設(shè)備的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建造業(yè)務(wù)。著眼于工業(yè) 4.0 時(shí)代的需要，Bioengineering 公司最重視的關(guān)注點(diǎn)在于為客戶提供數(shù)字化管理和智能網(wǎng)絡(luò)連接方面的新解決方案，特別是未來本領(lǐng)域的發(fā)展，旨在為客戶創(chuàng)造更多價(jià)值。

Bioengineering 公司計(jì)劃并生產(chǎn)了一款總?cè)萘?30 L 的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的生物反應(yīng)器產(chǎn)品，其中由Gemü出品的所有不銹鋼隔膜閥和多通閥均配備了Conexo系統(tǒng)。Bioengineering公司首席技術(shù)官（CTO）Andreas Strehler從這些以未來為導(dǎo)向的技術(shù)對(duì)象身上觀察到了一種強(qiáng)勁的發(fā)展趨勢(shì)：以創(chuàng)新和整體解決方案為客戶提供最優(yōu)秀的支持，并融入工廠的整個(gè)生命周期，就是我們最高的服務(wù)理念。

據(jù) Strehler 所述，這樣一套系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)在于部件的可追溯性和文檔編制，還有維修實(shí)例的規(guī)劃和文檔編制。特別是當(dāng)將來自過程引導(dǎo)系統(tǒng) Bioscada 的過程數(shù)據(jù)與 Conexo 結(jié)合起來后，能在預(yù)防性維護(hù)領(lǐng)域提供許多備選方案，從而提升工廠的可用性。他尤其強(qiáng)調(diào)了這方面的關(guān)聯(lián)：“未來，維護(hù)文檔編制和維護(hù)作業(yè)的規(guī)劃或控制將會(huì)以電子方式保存下來?！本?Strehler而言，決定因素在于工廠的其它組成部件也可以集成到系統(tǒng)當(dāng)中，如攪拌器、探頭、電機(jī)、泵機(jī)、軟管和壓力表。

更加智能化、更強(qiáng)適應(yīng)性

Conexo 系統(tǒng)設(shè)計(jì)成了一套開放式系統(tǒng)。因此，不僅是閥門，甚至配備了 RFID 芯片的其它組件和易損件也可以接受此系統(tǒng)的管理。

此外，還可以創(chuàng)建與所有常用 ERP、 監(jiān) 測(cè) 控 制 和 數(shù) 據(jù) 采 集（SCADA）和維護(hù)系統(tǒng)的接口。通過這樣的方式，在維護(hù)管理、以狀態(tài)為導(dǎo)向的維護(hù)工作和備件管理及采購當(dāng)中所涉及到各個(gè)過程就可以有效的聯(lián)鎖起來。隨著工廠組成部件變得越來越自動(dòng)化，各部件之間除其它相互作用之外，將會(huì)密集地展開信息溝通，從而可以更為精準(zhǔn)地確定那些影響著備件貯存周期的影響因素。這樣將帶來一些新觀察途徑，從而引導(dǎo)工廠達(dá)成其最優(yōu)運(yùn)營狀態(tài)。 ●

“未來，維護(hù)作業(yè)文檔編制以及維護(hù)操作的規(guī)劃或控制都可用電子形式儲(chǔ)存起來?！?/p>

——ANDREAS STREHLER 生物工程公司

本文作者系Gemü 公司的應(yīng)用技術(shù)專家。