Слияние автоматизации производства и зданий Объединение таких секторов, как автоматизация предприятия и инженерные системы зданий, для достижения энергоэффективного управления производством на предприятии в Бад-Пирмонте.
Завод и здание, объединенные в глубокую сеть
Завод, построенный в 1996 году, значительно вырос за последние годы. Задача состояла в том, чтобы внедрить изменения, связанные с цифровизацией, повышением эффективности и устойчивым развитием без прерывания работы. Phoenix Contact запустила эту новую стратегию в 2017 году в рамках стратегического проекта во всей группе компаний. Цифровая трансформация рассматривалась как фундаментальное изменение, требующее переосмысления внутри организации. Основой для этого стало создание цифрового двойника для более чем десятков тысяч изделий и создание глобальной инфраструктуры. Вместо централизованной системы Phoenix Contact использует микросервисную архитектуру, в которой отдельные прикладные процессы взаимодействуют друг с другом через интерфейсы. Цель заключалась в интеллектуальном использовании около 66 000 точек данных на производстве, оптимизации процессов и активном объединении секторов в интересах устойчивого развития. Для этого производственный и строительный секторы были объединены в сеть не только с точки зрения производительности, но и с точки зрения коммуникации.
На шаг ближе к цели в 1,5 °C благодаря цифровизации
Устойчивое развитие - ключевой компонент корпоративной стратегии Phoenix Contact. В соответствии с концепцией All Electric Society компания Phoenix Contact стремится к созданию условий для устойчивого развития мира с помощью решений и технологий для электрификации, сетевой интеграции и автоматизации.
All Electric Society описывает мир, в котором не только постоянно вырабатываются и используются возобновляемые источники энергии, но и сокращаются потребности в первичных источниках энергии за счет мер по повышению эффективности.
Цифровизация является ключевым модулем концепции All Electric Society. Объединение секторов позволяет соединять энергетические потоки разных отраслей промышленности и рассматривать их как единое целое. Цель - сделать так, чтобы достаточное количество энергии было в наличии повсюду - в нужное время и в нужном месте. Интеллектуальное взаимодействие между производством и зданиями в Бад-Пирмонте - живой пример объединения секторов на практике на примере действующих установок.
Согласованные потоки данных и информации
Оптимизация энергопотребления на производственной площадке в Бад-Пирмонте
Данные служат основой для комплексной автоматизации и сетевой интеграции. Чтобы все сектора говорили на одном языке, необходимы цифровизация, интерфейсы данных и гармонизированные форматы данных, которые позволяют унифицировать коммуникацию между классическими инженерными системами зданий и производственными процессами.
Преимущества
- Согласованные потоки данных и информации
- Ресурсосберегающее и безопасное производство
- Сбалансированное энергоснабжение
- Комплексная оптимизация для защиты климата
Data Collection Box: данные в качестве ключа
Производство Phoenix Contact Electronics GmbH в Бад-Пирмонте, PLCnext Factory, собирает информацию с помощью так называемых Data Collection Box. Они собирают, например, данные о потреблении электроэнергии или данные с систем ввода-вывода, к которым подключено от 15 до 20 датчиков на машину. Данные анализируются и оцениваются с помощью открытой экосистемы PLCnext Technology Ecosystem и алгоритма обучения на основе искусственного интеллекта, чтобы обнаружить и устранить такие отклонения, как потери энергии в системе или аномалии в процессе.
Открытая экосистема PLCnext Technology Ecosystem взаимодействует с системой управления зданием Emalytics на базе IoT
Слияние открытой экосистемы PLCnext Technology Ecosystems с нашей системой управления зданием Emalytics на базе IoT, платформой для любых приложений и процессов в здании. Учитывая всю цепочку процессов и разумно сочетая производство и управление зданиями, мы создаем новые возможности для увеличения добавленной стоимости и снижения эксплуатационных затрат на эксплуатацию здания примерно на 50 %. Такое слияние автоматизации производства и зданий означает, что инфраструктура, такая как системы вентиляции, освещение, холодная вода и сжатый воздух, используется на производстве только по мере необходимости и в автоматизированном режиме. Помимо оптимизации данных о потреблении, не менее важную роль играет разумное использование возобновляемых источников энергии на производстве и в зданиях. Благодаря сочетанию открытой экосистемы PLCnext Technology Ecosystem, Emalytics и использованию микросервисной архитектуры мы можем гибко реагировать на требования будущего. Это дает нам оптимальную возможность достичь наших целей в области устойчивого развития и обеспечить CO₂-нейтральный след.
Manufacturing X на Digital Factory
С подходом Manufacturing X к новому образу мышления на Digital Factory: Asset Administration Shell (ASS), в качестве цифрового двойника индустрии 4.0, обеспечивает плавную интеграцию, которая также включает стандарт связи OPC UA. Базовая архитектура одинакова для всех и совместима. На ее основе создаются общие функциональные возможности, которые могут использоваться всеми, что позволяет создать единое пространство промышленных данных. Отдельные прикладные процессы взаимодействуют друг с другом через интерфейсы. Чтобы добиться этого, нам пришлось работать очень прозрачно внутри организации, учиться друг у друга и использовать синергию. С помощью этого решения мы можем повысить свою конкурентоспособность, поскольку приобретаем преимущества за счет цифровых инноваций и добавленной стоимости в решениях и экосистемах. Мы укрепляем свою устойчивость, потому что можем быстрее оптимизировать свою работу и реагировать на сбои. Мы также можем лучше отразить нормативные требования, такие как EU Digital Product Passpower или углеродный след CO₂, циклическая экономика или прозрачность цепочек поставок.
Экономия около 200 кг CO₂ в год
Эффективность и скорость характеризуют весь производственный комплекс, на котором сейчас работает 550 человек и комплектуется 1,8 миллиона компонентов в день.
Одним из факторов успеха является то, что все рабочие места в PLCnext Factory теперь объединены в сеть. Система получает доступ к данным в режиме реального времени, может собирать ключевые показатели с производственных линий и использовать их для улучшения работы. Таким образом собирается и анализируется около 2,7 млн точек данных в день и, следовательно, 270 Тбайт рабочих данных и данных процесса в год. За три года нам удалось повысить производительность на 30 % и одновременно сэкономить около 30 % энергии. Благодаря улучшенному производству экономия составляет около 1,5 млн. евро в год.
Здание самостоятельно контролирует потребление энергии и таким образом экономит около 500 кВт/ч (около 200 кг CO₂).
Перспективы устойчивого развития
Благодаря использованию наших собственных изделий и решений для электрификации, сетевой интеграции и автоматизации на нашем предприятии PLCnext Factory, заказчик получает продукт с явно сниженным углеродным следом CO₂.
Интеллектуальное взаимодействие между зданием и предприятием также обеспечивает перспективную трансформацию всех систем в сторону устойчивого развития и повышения производительности. Основываясь на доверии, прозрачности данных и гибкости, подразделения компании ежедневно работают над повышением эффективности взаимодействия между разными секторами. Система управления зданием связана с производством, а также сетью зарядки электромобилей компании и аккумуляторным накопителем, работающим от собственной энергии. Аккумулятор можно заряжать и от местной электросети, но в лучшем случае он будет питаться от Вашей собственной фотогальванической установки. Благодаря сотрудничеству с городскими службами, очистными станциями и использованию синергии в пределах целого района (например, тепловая сеть), мы каждый день приближаемся на шаг к достижению цели в 1,5 °C. В то же время мы предлагаем нашим клиентам эти проверенные решения для цифровизации их собственных предприятий, обеспечивая реальное подтверждение концепции. Мотивация - сила инноваций для создания All Electric Society.