【壓縮機網】工業4.0和數字化解決方案是流程泵、真空技術和壓縮機生產廠家關注的重點，而新商業模式的競爭也恰恰從這里開始。
 

 

　　工業4.0和數字化解決方案是流程泵、真空技術和壓縮機生產廠家關注的重點，而新商業模式的競爭也恰恰從這里開始。

　　流程工業企業（在工業領域，不間斷連續生產方式的如石油、化工等行業統稱為流程工業）如何在更快、更靈活地進行生產的同時，也滿足多樣化、個性化產品的市場需求呢？傳統的單一產品生產設備在這里是行不通的。更快、更靈活和更個性化需要的是基于模塊化方案的流程設備，而模塊化流程設備的目標是可以利用這些模塊實現重復性的基本功能，以便優化流程設備的工藝和縮短設備組裝時間。而這一切的重點是，實現驗證合格解決方案的標準化和能夠重復利用這些解決方案，最終實現復制粘貼式的即插即用。

 

　　模塊化的挑戰

　　像流程泵和壓縮機這類關鍵部件的生產廠家，也都在致力于開發適用于新流程設備和設備擴展時使用的新型模塊化解決方案，因為未來的流程設備設計師們優先考慮的是功能，即模塊化和系統的解決方案。其優點是：設計師們不必再仔細地考慮諸如流程泵、真空泵或者壓縮機系統等部件的所有具體細節。更重要的是，模塊化的組件、部件可以在新建項目中重復使用已經通過驗證的解決方案了，這節約了時間和資金。流程設備運營商可以一次次地快速組裝具有不同功能的獨立模塊，使其完成不同的流程工藝。

　　模塊化流程設備的特點是，某一系列同一功能的模塊有著不同的規格大小，例如同一類型的流程泵有著不同的體積流量和壓力范圍，而對這些技術裝備的一個重要要求就是標準化。如KSB公司開發了虛擬葉輪修整技術，利用智能手機對流程泵的轉速進行調整和設置，與流程泵葉輪的機械調整不同的是，這不需要人工干預。因此，如果流程泵的實際工作點偏離經濟、節能的流量/揚程工作點時可以簡單地利用智能手機快速進行優化，或者對相關的工作點變化采取相應的措施。流程泵的個性化可以明顯推遲流程泵的采購期。當然，這也會減少流程泵的變型種類，這一點在未來流程泵選擇中將會發揮更加重要的作用。

　　多級高壓泵（例如Grundfos公司、Rheinhütte公司、Flowserve公司和Xylem公司）也是實現模塊化功能塊的理想方法。不同的組合，不同的材料以及不同的連接和設備型號為流程設備操作者提供了各種組合選項。通過輸送級的數量多少，可以靈活地選擇模塊規格來滿足流程泵的性能要求，通過水泵電機的超同步運行使得流程泵生產廠也可以對流程泵的尺寸規格施加影響，使其結構更加緊湊。

 

　　在實踐中貫徹工業4.0

　　在能源成本快速上漲的壓力下，通用設備如壓縮機、風機也越來越多地配備電子元器件和傳感器了，但僅僅是這樣還不足以使這些裝備滿足工業4.0的要求。在生成大數據之后，應對智能數據進行分析和評估。先由傳感器提供數據，帶有分析軟件的微處理器再解讀這些數據，最終由執行器完成任務。

　　在實踐中貫徹落實工業4.0意味著，設備控制系統不再僅僅由中央過程控制系統控制。智能化在生產現場體現為，能夠完成特定的功能、優化其他技術設備的控制和監控。未來下一步的工作就將是云中的數字化，這個數字化雙胞胎還可以與其他數字化雙胞胎一起訪問其他數據源或者網絡，例如實體系統中的執行器。

　　貫徹落實工業4.0工作的重要準備工作就是實現連通性和互動性，對流程設備操作者來講，最大的優點是：更高的透明度、更高的設備可用性和更高的生產能力，以下是3個例子：

　　KSB公司為流程設備運營商提供的“流程泵運行狀態檢測”App能夠通過流程泵控制裝置“Pumpmeter”來測定流程泵的負荷曲線，并通過流程泵轉速調節模塊獲得提高流程泵效率和系統可用性的操作建議。

　　Grundfos公司提供的化學品App軟件。水處理和化學品分銷領域中，客戶經常遇到連接計量泵時的容器經常出現混淆的情況。這一化工應用程序能夠確保只有事先由云技術“批準”的容器才能連接到計量泵上去。更重要的是，這一App還能監控容器的充填狀態，以及控制后續新的灌裝容器。

　　Boge壓縮機公司和Aventics公司合作，為數字化技術的入門者開發了智能化氣動技術App軟件Smart Pneumatic Grid。利用OPC UA通信技術協議可以實現壓縮空氣生產設備與壓縮空氣使用設備之間的智能聯網，提供了對整個系統拓撲結構進行監控、控制和優化的可能性。Aventics公司介紹道，這一智能化氣動技術應用軟件能夠采集各個能源消耗層次的信息，并實現可視化。只需稍加處理就能從這些信息中導出Boge流程泵的調節控制信息。另外，這一應用軟件還能向流程設備操作者顯示增加了的壓縮空氣消耗量。

 

　　智能數據的機遇

　　智能數據提供了使用以前不可能使用商業模式的機遇。迄今為止，制造商們銷售的都是真實的“硬件”設備，但實質上這是“所有權”的轉移。可以想象的未來解決方案是，顧客可以在A向B支付“所有權”的資金，也就是說顧客不再只是投資硬件本身，這是數字附加值相對于傳統解決方案的優勢。

　　未來，通用設備的供應商將會為用戶提供更高附加值的產品。為此，KSB公司成立了自己的專業工作組——“業務創新實驗室”。15～20名企業內部和外部的人員在四個專業小組中開展工作，他們將根據客戶的技術數據開發服務產品，在互聯網平臺上給出報價，并了解如何將增材制造（3D打印）用于配件生產。

 

　　混合解決方案

　　目前，混合動力技術是汽車工業領域中大力宣揚的技術，電力和內燃機相結合的混合動力是一座很好的技術橋梁。

　　Egger公司研發生產的TEO旋流泵將半開式葉輪和Turo旋流葉輪的優點結合到一起，當泵送的液體介質中含有的氣體成分較大，例如最大達到10%時，推薦使用這種旋流泵。

　　混合式空氣壓縮機將活塞式和隔膜式空氣壓縮機的優點也結合到了一起，相互結合之后充分發揮了兩者的優勢，尤其是在要求的壓縮空氣有著高達150MPa的壓力，以及要在無油潤滑的情況下生產工業用氣體或混合氣體時。同時，混合式的空氣壓縮機也保證了符合未來環保法規要求的設備投資。為了利用不同空氣壓縮原理的優勢，空壓機外殼制造的配合尺寸非常精密。由于兩種空壓機壓縮空氣的物理原理相同，因此在熱力學技術領域中，這兩種壓縮方法可以結合到一起。流程工藝技術領域各工藝過程之間（例如冷卻器、容器、分離器）所需的空氣壓縮機在壓縮原理上沒有什么不同的要求。根據NEA集團公司的介紹，利用活塞式壓縮機作為低壓級、隔膜式壓縮機作為高壓級是實現無潤滑生產高壓壓縮空氣的最佳組合。

 

　　結語

　　在流程工業領域中，對靈活性、更多的個性化定制產品和更快的上市速度的要求越來越高。各個生產廠家如何同時滿足所有的要求則取決于它們自己，只要提出的解決方案別太離奇了就行。化工和制藥工業領域的客戶中，選擇大流量的流程泵和空壓機者常常比較保守，但已被實踐證明的成功案例是它們最佳的參考。