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數(shù)據(jù)而非文件促進(jìn)氫能工廠設(shè)備設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)而非文件促進(jìn)氫能工廠設(shè)備設(shè)計(jì)

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在邁向脫碳經(jīng)濟(jì)的道路上,“綠色”氫既是能源也是希望。然而,目前對(duì)于氫氣電解槽和氫氣制備裝置的需求,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了工程和生產(chǎn)能力。德國(guó)軟件公司Aucotec的全球戰(zhàn)略主管Reinhard Knapp表示,通過(guò)數(shù)據(jù)為中心來(lái)實(shí)現(xiàn)更高效的模塊化工程流程,可以顯著縮小供需差距。


無(wú)論是作為客運(yùn)和貨運(yùn)燃料,還是作為工業(yè)設(shè)施中的能源載體,亦或是用于可再生能源的低損耗儲(chǔ)存和安全運(yùn)輸,氫能可以解決與碳減排相關(guān)的諸多問(wèn)題。除其他外,這種氣體是在電的幫助下通過(guò)電解從水中產(chǎn)生的。如果電力是碳中性產(chǎn)生,它被稱為“綠色”氫。

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Reinhard Knapp ? AUCOTEC


癥結(jié)何在?

理想是豐滿的,但在實(shí)踐中,我們?nèi)狈θ珖?guó)性的氫氣網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)燃料電池和能夠使用氫氣的工廠,最重要的是缺乏足夠的綠色氫。按Knapp的說(shuō)法,這是因?yàn)椤笆袌?chǎng)上的電解能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以滿足需求”。面對(duì)這樣的現(xiàn)狀,Aucotec為自己定下了使命,使電解廠制造商能夠更快地提高產(chǎn)能。


提高工程效率,實(shí)現(xiàn)更高發(fā)電能力

除了改進(jìn)電解技術(shù),優(yōu)化相關(guān)工廠設(shè)備的工程設(shè)計(jì)過(guò)程也能為此做出重要貢獻(xiàn)。而且眼下這項(xiàng)工作迫在眉睫。Knapp稱:“相關(guān)各方正在與我們接洽,希望盡快使產(chǎn)能倍增,為更多的電解槽提供更多的電力?!盞napp和Aucotec一致認(rèn)為,以數(shù)據(jù)為中心的協(xié)同平臺(tái)—— Engineering Base(EB)是解決這一挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。這位全球戰(zhàn)略主管表示:“其面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型是提高工廠設(shè)備效率和敏捷性的基礎(chǔ),也是一種特別明確的模塊化工程方式。”


在工廠設(shè)備開發(fā)方面,許多市場(chǎng)參與者仍然為缺乏工具和數(shù)據(jù)模型所困擾,一些模型還需要手動(dòng)完成中間步驟。這些新的設(shè)備制造商可能精通氫氣技術(shù),但在工程方面,他們正在進(jìn)入未知領(lǐng)域。另一方面,許多有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)器和設(shè)備制造商出于習(xí)慣,仍在使用以文件為中心的工具,可這些工具通常是幾十年前設(shè)計(jì)的,根本無(wú)法滿足當(dāng)前需求。面對(duì)轉(zhuǎn)型所需的大量工作,這些制造商紛紛望而卻步。Knapp認(rèn)為,利用更先進(jìn)的工程技術(shù),這些制造商完全可以在氫能市場(chǎng)的擴(kuò)張中發(fā)揮更大的作用。即使是那些必須改造其現(xiàn)有設(shè)備以使用氫能的運(yùn)營(yíng)商,也會(huì)因此受益。


安全、同步、敏捷的跨學(xué)科工作

Aucotec認(rèn)為,現(xiàn)代工程是以中心數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)的。從第一個(gè)設(shè)備概念到調(diào)試,所有涉及的學(xué)科都在協(xié)同工作。所有的更改和添加操作,無(wú)論在何處進(jìn)行,對(duì)于參與規(guī)劃對(duì)象的各方而言,都應(yīng)當(dāng)具有可見性和可追溯性。因此,EB中設(shè)備、功能及其完整的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)上能確保模型一致型,為高效、敏捷的團(tuán)隊(duì)工作提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?!爸阅茏龅竭@些,是因?yàn)槲覀兿巳菀壮鲥e(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸、重復(fù)輸入以及復(fù)雜的協(xié)調(diào)程序?!盞napp強(qiáng)調(diào)說(shuō)。可靠的數(shù)據(jù)質(zhì)量除了使用戶受益,對(duì)項(xiàng)目經(jīng)理同樣大有幫助:即使缺少扎實(shí)的系統(tǒng)知識(shí),也能隨時(shí)檢索項(xiàng)目的當(dāng)前狀態(tài)。


通過(guò)倍增來(lái)擴(kuò)大規(guī)模

總體的數(shù)據(jù)中心性對(duì)于模塊化工程也帶來(lái)了巨大的好處——這對(duì)于電解廠的規(guī)劃者非常重要。他們傾向于按照產(chǎn)品來(lái)組織項(xiàng)目,并希望擁有可一鍵整合的高度標(biāo)準(zhǔn)化模塊。畢竟,他們不能像化工廠那樣簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)一個(gè)更大的反應(yīng)器來(lái)提高產(chǎn)量,所以轉(zhuǎn)而通過(guò)倍增模塊來(lái)擴(kuò)大工廠和產(chǎn)出。


從數(shù)月縮短到數(shù)周

EB已在汽車行業(yè)以及輸配電領(lǐng)域深耕了數(shù)十年之久,從中學(xué)到了很多關(guān)于模塊化的知識(shí)。除此之外,我們還推出了一款適合工藝技術(shù)的方案,許多大型EPC和運(yùn)營(yíng)商都在使用。其中就包括知名電解專家——托普索(Topsoe)。這家丹麥公司表示,得益于EB的以數(shù)據(jù)為中心的一致性,現(xiàn)在一些工作只需要6周就能完成。


只需簡(jiǎn)單點(diǎn)擊就能創(chuàng)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)?

談到模塊化工作,有兩個(gè)方面是最基本的:一是各模塊的創(chuàng)建及其可用性。二是將模塊組裝和聯(lián)網(wǎng),使之形成一個(gè)設(shè)備單元。在過(guò)去,當(dāng)重用模塊文檔時(shí),必須從各種特定于學(xué)科的工具中收集、復(fù)制和編輯大量論文,充其量是PDF。由于必須手動(dòng)進(jìn)行更改,單是部件的標(biāo)記就十分繁瑣,而且極易出錯(cuò)。EB的庫(kù)包含了經(jīng)測(cè)試模塊的完整數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型,包括所有電氣、工藝和自動(dòng)化數(shù)據(jù)信息,而不是來(lái)自各種工具的項(xiàng)目相關(guān)文件。與此同時(shí),具有其他方案的可選項(xiàng)也被儲(chǔ)存起來(lái),用戶可以通過(guò)典型管理(Typical Manager)對(duì)其進(jìn)行快速配置和應(yīng)用。


Knapp說(shuō):“一旦在EB中設(shè)計(jì)出模塊,90%的工作就完成了,將它們組裝成所需的工廠設(shè)備幾乎成了孩子們的游戲?!薄V恍柽x擇模塊,將項(xiàng)目放在一起——設(shè)備的名稱自行調(diào)整——并進(jìn)行更高級(jí)別的連接。模塊及其連接無(wú)縫地融入了整體設(shè)備中。所有東西都在一個(gè)系統(tǒng)中,甚至控制系統(tǒng)配置。這方面的主要文檔可自動(dòng)生成。


運(yùn)用最新數(shù)字孿生,加速氫氣適配

對(duì)于將氫能作為能源載體的設(shè)備客戶,模塊化設(shè)計(jì)提供的幫助較為有限。然而,運(yùn)營(yíng)商當(dāng)前正面臨廣泛的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,迫切需要一款可靠的竣工文件系統(tǒng),最好還配備可直接編輯的跨學(xué)科工設(shè)備模型,即數(shù)字孿生。EB可以直接在系統(tǒng)中開發(fā),也可以通過(guò)遷移舊數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),通過(guò)接口對(duì)現(xiàn)有信息進(jìn)行數(shù)字處理和升級(jí)。此外,該系統(tǒng)使數(shù)字孿生更容易通過(guò)其維護(hù)應(yīng)用程序保持最新狀態(tài)。畢竟,它的價(jià)值取決于數(shù)據(jù)的可靠性和最新性。常規(guī)計(jì)劃經(jīng)常會(huì)在學(xué)科專屬領(lǐng)域,以紅色條目的形式進(jìn)行更改,但實(shí)際收效甚微。最好的方法是使用數(shù)據(jù)模型,持續(xù)“緊跟形勢(shì)”。Knapp表示:“通過(guò)這種方式,即使在緊急情況下,也能立即獲得可靠的信息。



將時(shí)間花在真正重要的事項(xiàng)上

憑借EB,無(wú)論是氫工廠,還是能源載體用戶,都將獲得更多的時(shí)間來(lái)完成以數(shù)據(jù)為中心的工程任務(wù):在更短的時(shí)間內(nèi)建造更多、更好的電解工廠;或者更快地建造更多適配氫能的工廠設(shè)備,以使用綠色氫運(yùn)行,我們的環(huán)境也將因此受益匪淺!

關(guān)于AUCOTEC: AUCOTEC以其近40年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn),致力于開發(fā)面向裝備制造、工廠設(shè)備以及運(yùn)載系統(tǒng)的數(shù)字化協(xié)同工程設(shè)計(jì)平臺(tái)Engineering Base(EB)。其行業(yè)解決方案涵蓋了從大型工廠的工藝、儀控與電氣系統(tǒng),到汽車的模塊化線束設(shè)計(jì)等諸多領(lǐng)域。Aucotec用戶遍布全球,公司總部位于德國(guó)漢諾威,并在德國(guó)有六家分支機(jī)構(gòu)。在中國(guó)、韓國(guó)、法國(guó)、奧地利、波蘭、瑞典、挪威和美國(guó)設(shè)有分公司,同時(shí)依靠全球合作伙伴為世界各地用戶提供本地化支持。

AUCOTEC 網(wǎng)址:www.aucotec.cn

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