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漳州回收西門子PLC模塊 漳州回收西門子PLC模塊
為了節(jié)省時間和金錢,同時也為了提高精確度,西門子正在虛擬世界里建造一座海水脫鹽工廠。
在伊比利亞半島的幾乎每個地方,水都是一種寶貴的資源。西班牙旱災程度之嚴重、頻率之高,令這片土地不堪其苦。因此,淡水,特別是可供飲用的淡水,尤為寶貴。如今,干涸的水庫、*的飲用水和凋零的田野,已成為西班牙常見的景象。另一方面,淡水的稀缺,也促使西班牙人掌握了海水脫鹽技術,因為沿著其綿長的海岸線,這個國家擁有取之不盡用之不竭的含鹽水資源。
西門子工業(yè)的Andreas Pirsing博士表示,“幾年前,為了緩解淡水稀缺問題,西班牙政府發(fā)起了一項特殊的開發(fā)計劃。作為該計劃的一部分,在地中海沿岸新建了約30座海水脫鹽工廠。在選擇承建商時,西班牙政府有意扶持當?shù)仄髽I(yè),這樣,便能培育出高水平的技術專長。如今,這些技術已成功推廣到世界其他地方。”
專家預計,淡水危機將日益嚴峻。這對海水脫鹽市場而言意義重大。盡管2012年,海水脫鹽市場的銷售額僅為184億美元,但Companies & Markets預計,到2020年,這個數(shù)字將增至500億。
西門子的海水脫鹽業(yè)務遍及。在新加坡,西門子工程師在該國政府組辦的節(jié)能型海水脫鹽技術“新加坡挑戰(zhàn)賽”上一舉*。Pirsing說:“西門子還參與了西班牙政府發(fā)起的開發(fā)計劃。西門子工業(yè)為一些工廠配備了自動化技術。其中一座工廠坐落于馬霍卡島的Alcudia。”馬霍卡島是著名的旅游勝地,但島上淡水含水層較薄,且“浮”于地下苦堿水之上,因此,對海水脫鹽技術尤為依賴。其淡水含水層無法為眾多游客提供充足的飲用水。
這座位于Alcudia的海水脫鹽工廠采用了反滲透技術來生產(chǎn)淡水。這項工藝的原理是,通過施加外部壓力,使海水中的水分子通過半透膜過濾析出,而鹽分等大分子物質(zhì)則保留在原溶液中。利用這項工藝,這座海水脫鹽工廠每天可以生產(chǎn)多達1.4萬立方米淡水。雖然Alcudia只是地中海沿岸眾多海水脫鹽工廠之一,但它已成為工程設計研究的焦點。Pirsing指出,“西門子正在以它為個案,研究一種全新的方法,該方法可能在整個工程設計界掀起一場革命。”
與諸如空客、博世和戴姆勒等企業(yè),以及若干高等學府和德國弗勞恩霍夫協(xié)會一道,西門子參與了得到德國教育與研究部資助的SPES_XT(軟件平臺嵌入式系統(tǒng)XT)計劃。該計劃的目標是,將軟件建模方法和工具與用于開發(fā)嵌入式軟件的分析技術無縫整合起來。
個案研究。西門子的目標是優(yōu)化一種用于規(guī)劃海水脫鹽工廠的方法,以在通用IT平臺上,借助一套統(tǒng)一的軟件工具,對彼此協(xié)調(diào)的不同工廠組件的虛擬模型進行編輯。
Pirsing解釋道,“我們在Alcudia工廠采用了這種方法。也就是說,我們用某種影子工程設計法來創(chuàng)建整座工廠的模型,并通過試驗確定該方法能節(jié)省多少時間和金錢。Alcudia工廠特別適于進行個案研究,因為我們與客戶關系融洽,這確保我們不僅擁有這座工廠部署的西門子自動化系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù),而且還能獲得其他承包商提供的相關規(guī)劃數(shù)據(jù)。”
西門子中央研究院(CT)的Ulrich Lowen博士負責為該個案研究提供科學依據(jù),他解釋道,“當我們掌握了全部數(shù)據(jù)時,就像Alcudia工廠項目這樣,我們就能輕而易舉地在計算機上規(guī)劃整座工廠。已經(jīng)有大量規(guī)劃在虛擬世界中執(zhí)行。這種方法被稱為‘基于模型的系統(tǒng)集成’,這意味著,首先利用計算機生成的虛擬表達——或稱模型,對許多真實的工廠組件進行規(guī)劃、組裝和試驗,然后再進行實際安裝。在Alcudia工廠個案研究中,我們已經(jīng)模擬了從井中抽取海水的整個過程,以及反滲透工藝的部分過程。”據(jù)Lowen透露,這種模擬的節(jié)支效應已初露端倪。Lowen說:“像Alcudia工廠這樣的項目,不可能僅憑一個人的力量就完成詳盡的規(guī)劃和實現(xiàn)。相反,這項任務需要來自不同專業(yè)的眾多工程師齊心協(xié)力完成。”
項目參與者包括負責處理物理和化學過程的過程工程師,負責安裝高壓泵和半透膜模塊的系統(tǒng)提供商,以及負責提供自動化系統(tǒng)和電源解決方案的管道規(guī)劃師和電氣工程師。
Lowen解釋道,“目前,項目參與者分別使用自有工具來執(zhí)行相關任務。譬如,使用CAD工具進行過程設計和管道建設,使用微軟Excel生成驅(qū)動器和儀器清單。這些工具以大相徑庭的方式表達系統(tǒng),包括工藝流程圖、二維或三維模型、電路圖,等等。”
工具之間的不兼容,導致了時間和金錢的巨大浪費。這是因為,規(guī)劃數(shù)據(jù)經(jīng)許多不同的人處理,被多次改換格式,輸入新工具以及轉(zhuǎn)化為多種不同的“語言”。在這個過程中,一些信息會在工具切換之際喪失,并且用戶有時也會曲解規(guī)劃數(shù)據(jù)。Lowen解釋道,“此外,任何突然變化都有可能削弱不同規(guī)劃模型之間的*性。譬如,假設負責管道中不計其數(shù)的液位傳感器和不同檢測裝置的工程師突然發(fā)現(xiàn),他需要另一個液位傳感器。那么,必須將該傳感器及有關線纜納入工藝工程設計管道、儀器流程圖、自動化系統(tǒng)部署計劃、電氣計劃以及管道計劃等。”
為了保證切實有效地采取這些將會影響到各式各樣系統(tǒng)模型表達的糾正舉措,模型之間必須彼此協(xié)調(diào)。此外,所有工具都必須能在集中式IT平臺上相互溝通。Pirsing說:“西門子是一家能夠提供此類集成式設施規(guī)劃平臺的企業(yè)——這個平臺可以將所有彼此獨立開發(fā)的工程設計工具匯接起來。換句話說,西門子是一家集工程設計之大成的企業(yè),譬如,被稱為‘COMOS’的生命周期工程設計和設施管理系統(tǒng),以及SIMATIC PCS 7控制系統(tǒng)。正因如此,我們是一家在市場上提供該等工程設計解決方案的企業(yè)。”
技術推廣。總體而言,這種在新型IT平臺上對Alcudia海水脫鹽工廠進行整體虛擬規(guī)劃、建模和模擬過程的工程設計技術,旨在表明該方法的效率和計算出能夠節(jié)省多少時間和金錢。Pirsing說:“我們的項目已完成過半。如果成功的話,其結(jié)果將不僅影響到海水脫鹽工廠的建設,而且將開啟一片嶄新的IT技術應用天地。解決了截然不同的挑戰(zhàn)的方法,可以輕松推廣用于其他類型的設施,如廢水處理廠、泵站和水廠等。此外,這種方法也可推廣用于其他行業(yè),如石油天然氣、制藥以及化工行業(yè)等。”
結(jié)合SPES_XT項目的其他合作伙伴在航空和汽車等行業(yè)針對類似問題的研究成果,終將形成一套全面的方法,令整個工程設計行業(yè)發(fā)生天翻地覆的變化。