“中国的过程工业面临着缩短上市时间、促进数字化生产、实现透明化生产与改善自身效率等诸多领域的问题与压力。”西门子(中国)有限公司执行副总裁兼过程工业与驱动集团总经理林斌认为,“生产工艺升级改造是问题的关键所在。我们面临的主要挑战就是如何提升生产力、生产效率和生产灵活性。中国的生产企业正在寻求诸如数字化工厂和集成解决方案等此类方法与方案。相关市场的明确需求就是需要缩短产品上市周期和实现透明化生产。”
对于实现透明化生产,目前,借助于虚拟仿真技术,流程工业的生产环节可以以三维方式呈现在电脑屏幕,便于工人培训。一旦工人熟练掌握工艺流程对设备的误操作率就会降低,进而提高了设备利用率和安全生产系数,这对流程工业而言是至关重要的。施耐德高级技术顾问徐晓燕告诉记者,在工厂正式“开车”前和“开车”后,企业员工通过计算机上的高保真模拟器,可以积累工艺经验和故障诊断经验,提高处理紧急状况或异常工况的能力,进而提高工厂的安全性,延长工厂设备的实际投产时间。这种虚拟仿真技术能够让操作员身临其境地在工厂里工作,随着越来越多的操作员对工艺过程有着更加深入的了解,操作员的知识水平和技术水平也随之提高,企业可以缩短“开车”、“停车”时间,甚至提早“开车”,并减少“开车”实际需要的时间。
当然,培训仅仅是虚拟仿真技术应用效果的一部分,在实际生产运行和维护中同样能产生效益。记者了解到,虚拟仿真技术可以让高度复杂的过程工厂通过三维方式非常逼真地显示出来的同时,工厂数据也可实时更新,这样不仅可以有助于于工程设计和监控,还可以有助于运行。服务和维护工作也可以更高效地计划、模拟和执行。一些应用了虚拟仿真技术的工业软件既可以用于对操作人员进行沉浸式培训,又可以作为交付工具完成与第三方应用程序交换数据,还可以进行实时协作。其最大的优势在于能够以较低的成本和人工费用,提供工厂文档的实时更新,并保证生命周期各阶段内的完全透明。
还有一些应用了虚拟仿真技术的工业软件其实质是一个基于严格计算的全面而成熟的动态过程模拟系统,并运用了基于机理的技术和严格的热力学数据,可提供准确而可靠的计算结果,可用于解决从工程研究到操作员培训系统等工作中所遇到的最为棘手的动态模拟问题。用户通过这些软件可以进行工艺设计、安全分析、控制策略选择、工厂控制系统校验、操作员培训、工厂改进等一系列工作。