为什么要把这个过程自动化和数字化呢?
按照这条路径，很容易列出所有好处，但最突出的是它提供了对操作的全面可见性和理解。大多数集料和采石行业的工厂已经包含了某种程度的自动化，这可能是在大型电机上部署变速驱动器(VSDs)，以节约能源，通过完全自动化的流程和所有级别之间。
如果目标是提高生产力，提高运作效率，那么从根本上说，我们需要充分了解我们的工厂目前的表现，并确定问题区域或关键点，如果解决了这些问题，将立即实现任何初始投资的显著回报。
一般来说，生产工厂由许多资产组成，例如，重型机械、散装输送机、泵等。对这些资产的自动化增强部署可以收集、聚合和分析数据，从而给出工厂性能的全貌。正确的数据越多，这幅图就越全面。
一旦有了强大的自动化基础设施，那么走向数字化的道路就相对容易一些，尽管对一些人来说，实现这一目标的前景仍有一些恐惧，这往往是因为对这一过程将产生的成本的感知。
计划，计划，再计划
在开始任何数字化之旅之前，清楚地了解生产工厂试图实现什么是项目成功的基础。
这不仅仅是向核电站投入尽可能多的技术，并希望它能提供你需要的一切。一个重要的因素是计划阶段和充分了解工厂的目标，例如，这可能是减少15%的能源，或提高10%的生产力。只要了解并努力实现完整的最终目标，就可以在数年内实现数字化计划，并分阶段部署。
以这种方式开始旅程意味着每个阶段都可以按照可用的预算进行规划，成功可以衡量，投资回报可以根据预测进行监控。
关键业务问题
在我们的市场调查中，我们与该领域的客户接触，询问他们的关键业务问题是什么。我们收到的是各种各样的清单，但其中最重要的三个问题是，所有这些问题的共同之处是，整体工厂性能和效率，能源监测和成本降低，资产利用和可用性。应用正确的自动化水平和遵循适当的数字化路径可以解决所有这三个问题，甚至更多。
提高工厂性能
现代的、完全自动化的植物景观可以被分解为三个不同的元素:
- 〇厂房地板生产资产——这里现有的自动化解决方案通常包括vsd, plc(可编程逻辑控制器)和操作界面，如人机界面。该领域可能包含不同自动化供应商的混合，这对您所选择的自动化合作伙伴不构成问题。从这些资产中提取数据是整个过程的基础，投资于网络基础设施是必不可少的。
- 〇边缘计算水平数据采集点，整理来自工厂资产的所有相关数据。这一级别的技术进步意味着处理数据的范围可以从简单的整理和传递到全面的数据分析能力，部署人工智能(AI)和高级分析(AA)技术与工厂实时。此时还可以添加可视化，为操作员和工厂管理人员显示信息。三菱电机的边缘计算解决方案是可扩展的，以满足预算和数据处理的要求。
- 〇企业层面在“高端”，所有这些相关数据都被转换为有用的信息，成为运行的枢纽，并提供，例如，工厂效率和性能，能源监测和预测性维护信息。三菱电机在该领域的解决方案是基于我们的GENESIS64可视化和分析套件。
能量消耗过程
集料和采石业是一个耗能大的过程。这主要是由于需要使用大型电机将水泵入和泵出泻湖，用于砂石处理，以及长途运输路路石和压载物等重骨料。水泥厂的生产过程每月会产生很高的能源成本。我们现在正在经历的能源成本上涨使情况变得更糟。这意味着，监控工厂的能源使用情况，并随后采取措施降低高成本的必要性，可以说比以往任何时候都更加重要。
高能源消耗可以通过几种方式解决，从处理工厂中不可避免存在的大型电机，到收集全厂能源数据，分析数据并处理热点。变频器一直被用作节能设备，但随着时间的推移，这些设备需要提供大量的诊断信息，包括电机老化的早期检测和变频器本身的状态。三菱电机的FR系列变频器包括先进的能源优化以及集成到PLe安全系统的内置安全功能。
变频器通过与立方定律保持一致来节约能源，这样一个小的速度降低可以导致用于正确应用的能量的显著减少。大多数工艺都可以处理小的速度降低，特别是如果机械节流阀在线路上，可以打开，以实现相同的流量。以55KW的泻湖泵为例，该泵具有相当高的占空比，通过在泵电机上安装VSD来降低10%的转速，相对于VSD和安装的成本，可以获得不到两年的投资回报(ROI)。同样重要的是，大量减少二氧化碳有助于实现工厂的可持续发展目标。这一投资回报率将因每千瓦时成本的上升而缩短。
通过从所有关键的工厂资产中收集能源数据，在边缘层面对其进行合理化，并将其呈现给企业层面的数据分析工具，可以实现这一过程的智能化并将其转移到数字世界。在这里，它可以变成有用的信息，并在图表和报告中可视化。三菱电气的能源分析模块作为GENESIS64套件的一部分，可以根据需要为整个工厂、单个生产区域和单个资产的性能提供能源监测和图表。这提供了整个生产设施能源使用的全面视图，突出热点，并在采取补救措施后监测改善情况。
资产可用性和利用率
保持关键设备的正常运行并在需要时可用，是工厂以最佳效率运行的基础。简单地说，可用性是该资产的实际运行时间与计划运行时间的比率，利用率是使用资产的时间比例，这是如何计划生产运行的一个指标。目标将是实现高利用率的数字。这两个元素在我们的工厂生产力和效率的测量中都是至关重要的，通常表示为总体设备有效性(OEE)和总有效设备性能(TEEP)。显然，我们在工厂运行的维护制度直接关系到资产的可用性和利用率。
可部署的维护制度有三种:
- 反应式维修——这是一种“失败时修复”的策略，它对可用性有负面影响，不推荐任何现代生产工厂使用。
- 预防性维护这在过去已被广泛应用于整个工业，包括有计划的定期停机以进行工厂维护。基本上，这种策略是可行的，因为它对可用性有积极的影响，因为定期进行维护。然而，它对利用率有负面影响，因为不管所有的资产是否需要维护，整个或部分关闭工厂。
- 预测性维护——这是一种数字化、智能化的维护方法，因为它使用基于每个资产诊断数据的分析，来预测资产何时需要维护或即将发生故障。有了这些知识，资产维护可以围绕生产进度进行规划，以优化可用性和利用率。
工厂级控制设备，如plc、vsd和HMIs都带有大量的自诊断信息，提供了这些设备状态的指示，这是预测性维护策略的重要部分。但是，真正有价值的是他们所能提供的有关他们所控制的资产的信息。早期发现资产老化和磨损至关重要。
在部件层面，三菱电机的FR系列变频器的内部消耗品如冷却风扇和电容器的使用寿命延长了十年，并对自身进行寿命检查，这可以被监控系统监控。
基于状态的监测解决方案，如三菱电机的智能状态监测解决方案，提供旋转机械的诊断数据和早期故障检测，非常适合大型电机和关键资产的传动系统。智能传感器监测关键参数，如振动、温度、压力、油和噪声，解决方案提供资产状况、所需维护间隔和最终资产寿命的准确预测数据。需要使用与能源数据相同的网络基础设施从每个资产中收集诊断数据。然后进行分析，建立预测维修总体图并进行可视化。
三菱电气在GENESIS64套件中的性能分析模块提供了使这些数据合理化的能力，并以监视器屏幕、图表和报告的形式生成预测性维护和工厂性能信息，可应用于整个工厂、单个生产区域或单个资产。
增值服务
最终，维护的交付必须由维护工程师进行。为了帮助现场的工厂工程师，三菱电机建立了驱动解决方案中心(DSC)，这是三菱电机通过与授权的合作伙伴公司合作提供的增值服务，这些合作伙伴公司是专门选择的，因为他们在变频器和VSD解决方案方面的知识、技能和专业知识，以及在自动化系统方面拥有良好的知识。
DSC可以提供;安装和调试，标准和定制的工程解决方案，维修服务和遗留设备的迁移，能源审计和谐波调查，这有助于降低运营成本，并确保生产的连续性。DSC提供了安心的心态，并有助于确保长期可持续性。
崎岖的道路还是导航的路径?
一个普遍的误解现在有望被打破，那就是只有“大公司”才会考虑将生产过程数字化。自动化和数字化的部署水平可以根据工厂的运营规模和要求进行调整和调整。部署任何程度的自动化和数字化都将对生产率产生积极影响，即使只是针对已知的临界点，也将以相对较少的投资带来显著的效益。
了解生产性能，及早发现资产故障，实现工厂资产的优化可用性和利用，将降低运营成本，提高生产率。尽管最初的前景令人生畏，但如果通过与负责任的自动化供应商的讨论进行正确规划，数字化之路可以成功导航。通过沿途的定期检查点，可以实现生产工厂的需求和目标。
