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施耐德電力（lì）管理遇（yù）上自動化的升華之旅

2020-12-24 來源（yuán）：- 作者：-

　　長期（qī）以（yǐ）來，電力管理和過（guò）程自動（dòng）化在工廠的整個（gè）生命周（zhōu）期中是相（xiàng）對（duì）隔離的狀態，降低資（zī）本支出和運營支出的壓（yā）力正（zhèng）在促進兩者之間的集成，這種融合將創造巨大的收益。近日，施耐德電（diàn）氣針對電力（lì）管理（lǐ）與過程自動化（huà）集成發布了《提升（shēng）企業盈利能力的八種策略》，將一直以來相互孤立的兩個領域集成在一（yī）起，由八種策略組成的技術方案將有力地促進組織結構與業務流程（chéng）變革，可以作為企業實現數字化轉型和創造最大化價值的指南。

　　據了解，八（bā）種策，一體化的工程設計、項目執行和資產信（xìn）息（xī）管理；電力係統優化和生產工藝參數優（yōu）化；資產（chǎn）生命周期內的一體化仿真與學習；一（yī）體化的電氣&自控項目執行；一體化的配電與過程自（zì）動化係統；集成（chéng）資產績效管（guǎn）理；工藝流程的能源（yuán）優化；價值鏈優（yōu）化與敏捷性。

　　在施耐德電氣看來，數字化轉（zhuǎn）型的成（chéng）效在工業領域體現為能效和（hé）自動化的顯著（zhe）變革。得益於多年的技術（shù）實（shí）踐經驗。施耐德電氣與AVEVA共同致力於推動能源價值鏈的長期（qī）可持續發展，將能源管理和自動化工具與涵蓋工程（chéng）、運營和（hé）維護等領域的企業邊緣軟件（jiàn）結合（hé）在一起（qǐ），原本孤立的能源管理和自動化係統得（dé）到深度融（róng）合，綠色智能製造理念順勢發力。

　　“一體化過程自動化與配電管理解決方案”的更（gèng）多細（xì）節，可以通過下（xià）載施耐德電（diàn）氣白（bái）皮書（shū）“提升（shēng）企業盈利能力的八種策略”。

　　從（cóng）工程到（dào）資產管理的一體化設計

　　隨著自（zì）動化水平的（de）提升，電力管（guǎn）理與過程（chéng）自動化的集成影響著（zhe）工廠的整個生命周期，橫貫最初的概念設計，到施工和調（diào）試、持續運營以及維（wéi）護。過去，工廠的資產模型在設（shè）計階段開發之後（hòu）就不再更新維護，工程建（jiàn）設和工藝設計中的脫節，導致對工廠資產了解存在偏差，引發運營成本上漲。如今，一體化工程設計以端到端的形（xíng）式將概念設計、FEED（前端工（gōng）程（chéng）設計）和（hé）詳細（xì）設計集成到（dào）一個（gè）環境中，通過（guò）具備雙向信息流的單一數據（jù）樞紐處理各類流程仿（fǎng）真（zhēn）和工程（一維、二維和（hé）三維（wéi））設計；另一方麵，數字孿生升級了人（rén）們對（duì）於“模型世界（jiè）”的認知，打（dǎ）開了（le）通過數（shù）字（zì）世界改（gǎi）造物理世界的（de）窗口；第三（sān），AVEVA一體化工程解決方案以數字孿生為載體，在實時的單一數據庫基礎上進行及時、充分反饋；最後，基於增強現實（shí）、虛擬現實和混合現實體驗技術的數字（zì）孿生使資產屬性的各種變更形（xíng）成自動傳播，由此減少人為錯誤並提高效率。

　　對於尋求數字化轉型、希望減少自身係統風險和故障的（de）企業來說，一體化動態仿真技術（shù）能夠滿足新一代工程師（shī）的要求。例如，使用AVEVA和ETAP（電力係統分析軟件（jiàn））的電力和流程仿真建模軟件可將工（gōng）藝流（liú）程仿真、三維資產模型、電力係統這三個截然不（bú）同的領域集成進來，通過對（duì）各（gè）類變化（工藝條件的變化、進料的（de）變化和（hé）業務指令的變更）的模（mó）擬完善工廠設計，這種孿生行為模型成為工（gōng）廠生命周（zhōu）期中必不可（kě）少的數字資產（chǎn）和重要工具。

　　工程和資產信息（xī）的一體化可以帶來深遠、可持續的積極影響，特別是（shì）在電力管理和過程自動化交叉的（de）領域：縮短（duǎn）項目交付時間、提高（gāo）工程（chéng）效率、降低施工成本。這項策略（luè）可以實現變更管（guǎn）理、多專業協作、項目文檔（dàng）創建的自動化（huà）管理，由（yóu）此減少設計錯誤，提高工作流效率（lǜ），並在（zài）降低儀表、自控和配電的資本支出方麵產生全新的思路，確保項目進度如期完（wán）成。

　　電氣和自控項目的一（yī）體化執行

　　主自控承包商（MAC）和主（zhǔ）電（diàn）氣承包商（MEC）的概念出現在21世紀初，旨在（zài）為工程項目提供（gòng）完整（zhěng）的解決方案，並確保項目按時、按（àn）預（yù）算實施。一（yī）直以來，自（zì）控承包商（shāng）和（hé）電氣承（chéng）包商是分開管理的，並使用不同的設（shè）計和施工方法（fǎ），導致項（xiàng）目支出增加、周期（qī）延（yán）長、完工風險加大。

　　在電氣與自控項目一體化（huà）執行的新概（gài）念下，主要自控和電氣合作夥伴（MAEP）將負責過程（chéng）自動化、配電和電力自動化（huà）係（xì）統的一體化（huà）工程，並承擔起一體化項目的管理辦公室的職責，監督項目的規劃、設（shè）計和調（diào）試，減少項目實（shí）施過程（chéng）中的（de）意（yì）外事件（jiàn）。特（tè）別是通過對工藝流程狀態、過程自動化係統和配電係統（tǒng）的調整和優化，降（jiàng）低（dī）各種不確定（dìng）性。除（chú）了節省運營支出，施（shī）耐德電氣一體化的項目執行方法和工具軟（ruǎn）件通常可以減少相關的（de）資本支出和縮短相關的（de）進（jìn）度高達30%。

　　電力管理和過程（chéng）控製的一體化運維

　　工藝設備和相關的運行參數在很大程（chéng）度上決定了工廠的用電需（xū）求（qiú），因此電力係統和過程自動化之間存在著很強的相互依賴性。當分布式控製係統（DCS）和電力自動化係統（EMCS）相（xiàng）互獨立時，工藝工程師和操作員對（duì）電力係統的狀態及其對生產裝置的影響知之甚少，兩個相互獨立的係統在（zài）監控方麵可能（néng）會存在不必要的冗餘，事故和事件缺乏可追溯性，維護的（de）優先級難以確定。

　　作為業（yè）內少數幾家能夠提供涵蓋配電和過程自動化一體化控製平台的供應商，施耐德電氣一體化的配（pèi）電和過程自動化（huà）係統將分布式控製係統（DCS）、安全儀表係統（SIS）和電力自動化係（xì）統（EMCS）集成在一個控製架構上。一體化（huà）係統能夠幫助中控室操（cāo）作員充分了解電力係統信息，還可以合理優化需要冗餘（yú）設計的現場控製站、網關和服務器，對空間有限的應用場景富有（yǒu）意義。通過深入理解和（hé）合理應用過程自動（dòng）化係統和配電係統的依存關係，測試、調試和（hé）故障排除時間（jiān）得以縮短（duǎn），運維效率得到提升，連續生產得到保障，運營（yíng）成本降低。

　　卓有成效的工廠收益優化

　　ARC顧問集團的數據顯示，“全球製造業每年由於計劃外（wài）停車和出現（xiàn）次品而造成的損失高達約200億美元，相當於（yú）總產值的5％。ARC估算這些損失中有近（jìn）80%是可（kě）以避免的，而（ér）且這其中的（de）40%主要是由於操作人員的失誤造成的。”作為相應的解決（jué）方案，包含電力和過程數據的集成資產績效管理係統提供了以（yǐ）資（zī）產為中心的運營視圖，促進（jìn）工程設計和維（wéi）護團隊之間（jiān）的協作，使他們能夠分析涉及（jí）多個設（shè）備（bèi）類別（bié）的問題，簡化和（hé）消除（chú）了運維工作中的死角。

　　一體化的、準確傳輸數據並且能夠使工作流程簡化和自動運行的應用環境和架構（gòu），將幫助企業（yè）增（zēng）強協（xié）同（tóng）並提高（gāo）靈活性，助力業務和運營決策的（de）製定，卓（zhuó）有（yǒu）成效地提升企業價值鏈的盈利能力。

　　例如（rú），中東一家大型（xíng）的石油（yóu）公（gōng）司（sī）通過部署一體化的價值鏈優化係統，每月（yuè）可獲得（dé）6百萬至1千萬美元的收益。施耐（nài）德電氣融合（hé）AVEVA軟件解（jiě）決方案的一體化過程自動化與配（pèi）電管理解決方案（EcoStruxure Power & Process）能夠為企業提供必要（yào）的資產和生產信息，支持價值鏈優化決策，使各項決策在操作層麵得（dé）以落實，從而發掘更（gèng）多的（de）潛在價值。

　　此外，大型工業設施的能源消耗影響著碳足跡（jì）和整體可持續發展。在滿足工藝生產（chǎn）的前提下，有效（xiào）地（dì）管理能（néng）源使用對於確保可持（chí）續發展（zhǎn）和財務績效至關重（chóng）要。工藝流程的特性和相關設計決定（dìng）了（le）工藝生產和能源使用之間的關係，能源優化處理來自先進控製和實時優化的實時和（hé）曆史數據，並使用大數據分析，為（wéi）提升工廠盈（yíng）利能力提供實時指導（dǎo）。

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