生產自動化與樓宇自動化的融合 透過工廠自動化和樓宇技術的聯動,預先控制巴特皮爾蒙特工廠的生產能耗。
工廠與樓宇深度聯網
該工廠建於 1996 年,近年來取得了長足發展。工廠此前面臨的挑戰是,如何在營運過程中實施數位化、提高效率和永續性方面的變革。2017 年,菲尼克斯電氣推出了這一新策略,作為集團整體策略專案的一部分。其中,數位轉型是一項根本性變革,需要組織內部轉變思路。變革的基礎是為數以萬計的產品建立數位孿生系統,並建立全球可用的基礎設施。菲尼克斯電氣放棄了中央系統,而採用微服務架構,即各個應用流程透過介面相互通訊。藉此智慧化利用生產流程中的約 66,000 個資料點,最佳化流程並推動部門耦合,從而實現永續的未來。為此,生產和建築部門在效能和通訊方面均實現了互聯。
透過數位化,進一步靠近 1.5℃ 目標
永續發展是菲尼克斯電氣企業策略的重要組成部分。基於「全電力社會」這一願景,菲尼克斯電氣正致力於透過電氣化、網路化和自動化解決方案和技術,打造一個永續世界。
「全電力社會」描述的是這樣一個世界:不僅可持續生產並利用再生能源,而且還透過各種效率措施減少一次能源需求。
數位化,是「全電力社會」願景的重要基石。透過部門耦合,便能跨行業將能量流彼此相連,並實現整體監控。從而為所有地點提供足夠的能源 - 在正確的時間、正確的地點。巴特皮爾蒙特工廠的生產系統與建築之間的智慧互動,是現有系統實務中部門耦合的生動範例。
一致的資料和資訊流
最佳化巴特皮爾蒙特生產工廠的能耗
資料是實現全面自動化和網路化的基礎。為了讓所有部門的溝通在同一頻道上,需要數位化、資料介面和統一的資料格式,以實現傳統樓宇技術設備和生產系統之間的標準化通訊。
優勢
- 一致的資料和資訊流
- 節約資源且安全生產
- 永續能源供應
- 為氣候保護進行整體最佳化
Data Collection Box:資料是關鍵
Phoenix Contact Electronics GmbH 巴特皮爾蒙特工廠是一個 PLCnext Factory,透過 Data Collection Box 獲取資訊。例如,這些設備可收集 I/O 系統的電流消耗量或資料,而這些系統又與每台機器上的 15 至 20 個感測器相連。為了偵測並消除偏差,例如系統中的能量損耗或流程中的異常情況,會利用開放式 PLCnext Technology Ecosystem 和基於 AI 的學習演算法對資料進行分析和評估。
開放式 PLCnext Technology Ecosystem 與基於物聯網的建築管理系統 Emalytics 相結合
開放式 PLCnext Technology Ecosystem 與我們基於物聯網的建築管理系統 Emalytics 相結合,是建築內全部應用和流程的平台。透過考慮整個流程鏈以及生產與建築之間的智慧互動,我們創造了提高附加值的新機遇,甚至降低了約 50% 的建築營運成本。這種生產與樓宇自動化的融合意味著,只有在生產系統實際需要時,才會以自動化和按需使用的方式將通風系統、照明、冷水和壓縮空氣等基礎設施提供給生產系統。除了最佳化能耗資料,在生產系統和建築中智慧使用再生能源也同樣重要。透過將開放式 PLCnext Technology Ecosystem、Emalytics 和微服務架構結合起來,我們就能靈活因應未來的要求。由此便能採取最佳措施,以實現永續發展目標和碳中和。
數位工廠中的 Manufacturing X
Manufacturing X 理念為數位工廠帶來了新思路:資產管理外殼 (ASS) 作為工業 4.0 的數位孿生系統,可實現無縫整合,同時還採用了 OPC UA 通訊標準。基本架構對所有人保持一致,並且可互通。在此基礎上建立的通用功能可供所有人使用,從而可實現一個通用的工業資料空間。各個應用流程透過介面相互通訊。為達成這一目標,我們必須在組織內部以非常透明的方式開展工作,相互學習並發揮協同作用。我們可利用這一解決方案提高我們的競爭力,因為我們在解決方案和生態系統方面的數位創新和附加值為我們帶來了優勢。我們能夠更快地進行自我優化,並對干擾做出反應,由此提高了我們的應變能力。此外,我們還能更好地遵照監管要求,如歐盟數位產品護照或二氧化碳足跡、循環經濟或供應鏈透明度。
每年減少約 200 kg 碳排放
效率和速度是整個生產系統的特點,該系統目前有 550 名員工,每天可裝配 180 萬個零件。
取得成功的一個因素是,PLCnext Factory 的每個工作站現在都已聯網。該系統可存取即時資料,收集生產線上的關鍵資料,並利用這些資料進行改進。每天大約有 270 萬個資料點,因此每年會匯總和評估 270 TB 的營運和過程資料。三年來,我們的生產率提高了 30%,同時還節約了約 30% 的能源。生產流程最佳化後,每年可節省約 150 萬歐元。
該建築可獨立控制能源消耗,因此可節省約 500 kWh 的電力(約 200 kg 碳排放)。
展望更永續的未來
透過在 PLCnext Factory 中使用我們的內部電氣化、網路化和自動化產品和解決方案,菲尼克斯電氣產品的碳排放量明顯減少。
建築與工廠之間的智慧互動還能使各個廠房實現符合未來需求的轉型,讓工廠更具永續性,生產率更高。在信任、資料透明和靈活性的基礎上,企業各部門每天都在努力最佳化跨部門的高效運作。樓宇管理系統與生產區域以及公司電動車隊的充電網路和由自產能源供電的電池儲能系統相連。蓄電池的充電同樣也可以從本地電網取電,但在理想條件下則由光伏發電系統負責供能。得益於與市政公用設施、污水處理廠的合作,並利用整個地區的協同效應(如供暖網路),我們每天都在向 1.5℃ 的目標靠近。與此同時,我們還可為客戶提供這些經過測試的解決方案,幫助他們實現工廠數位化,並由此提供真正的概念驗證。我們的動力源於為實現全電力社會而產生的創新力。