基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的Plantweb數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)
艾默生過(guò)程控制有限公司
網(wǎng)絡(luò)行業(yè)應(yīng)用篇/設(shè)備監(jiān)控與維護(hù)
1 概述
隨著工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化水平的不斷的提高，許多企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較高的產(chǎn)能，做到人員和流程的有效精簡(jiǎn)，可以說(shuō)是達(dá)到了發(fā)展的瓶頸，然面面對(duì)當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，還有哪些途徑能夠提升企業(yè)的收益和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)呢？工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的到來(lái)，使工廠(chǎng)可以挖掘更多的潛能，Plantweb數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)提高可靠性、提高效率、提高安全性和節(jié)能減排，幫助工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)卓越運(yùn)營(yíng)，從而成為行業(yè)標(biāo)桿。
1.1 背景
智能化、互聯(lián)網(wǎng)在不知不覺(jué)中逐漸滲透到我們的日常生活中。智能汽車(chē)、智能手表、智能房屋……只要你想到的，都可以是智能的。
那么這種變化將給制造業(yè)帶來(lái)怎樣的影響呢？可以確定的是：制造業(yè)會(huì)成為IoT 解決方案的主要采用者之一。這不僅僅是因?yàn)樗麄儾幌肼浜笥诔绷鳎乙蚕Ｍㄟ^(guò)降低運(yùn)營(yíng)成本、拓展新的市場(chǎng)和提高生產(chǎn)力來(lái)提高收益。
1.2 實(shí)施目標(biāo)
通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，工業(yè)企業(yè)可將過(guò)程管理和全廠(chǎng)范圍的管理整合到一起，消除信息孤島，更有效地利用資源，同時(shí)將人工紙質(zhì)工作轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化、數(shù)字化、基于軟件、以及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的任務(wù)，從而發(fā)揮工廠(chǎng)運(yùn)行潛能。
1.3 適用范圍
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)適用于各個(gè)行業(yè)，包括油氣、石化、煉油、化工、和電力行業(yè)，也包括食品飲料、生命科學(xué)、造紙、冶金、輪胎橡膠和水處理等行業(yè)。在提高工廠(chǎng)運(yùn)行可靠性和安全性，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，提高運(yùn)行效率方面為工廠(chǎng)帶來(lái)了新的可能。
1.4 在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)中的位置
本解決方案在圖1上處于1、4、5、6、7。其可以與現(xiàn)有工廠(chǎng)架構(gòu)整合，包括靈活的數(shù)據(jù)采集、安全的數(shù)據(jù)傳輸、智能化的數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用以及相關(guān)的咨詢(xún)及服務(wù)。
圖1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)示意圖
2 需求分析
1) 可靠性、維護(hù)和完整性挑戰(zhàn)
當(dāng)操作人員無(wú)法確保預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃順利進(jìn)行時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)可能會(huì)因意外的設(shè)備故障而導(dǎo)致計(jì)劃外停機(jī)，或由于用于大修的計(jì)劃內(nèi)停車(chē)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或太頻繁，造成每年數(shù)天的生產(chǎn)損失。在大修期間可能無(wú)法完成檢修計(jì)劃，工廠(chǎng)或許會(huì)因?yàn)榫S修導(dǎo)致維護(hù)成本不斷增加，且由于生產(chǎn)損失而導(dǎo)致機(jī)會(huì)成本上升等挑戰(zhàn)。一些工藝設(shè)備的壽命也可能會(huì)大大縮減，這可能是被動(dòng)維護(hù)方式所造成的。另一個(gè)挑戰(zhàn)是由于管道和船舶老化而造成的效率降低損失。此外，工廠(chǎng)還期望在不增加人工的情況下，提升可靠性。
2) 能源和排放挑戰(zhàn)
工廠(chǎng)通常會(huì)發(fā)現(xiàn)能耗不斷增加，卻找不到原因；這種挑戰(zhàn)會(huì)隨著能源價(jià)格的上漲或不穩(wěn)定而不斷加劇。燃燒量可能持續(xù)上升。減少二氧化碳排放的新監(jiān)管法規(guī)已經(jīng)頒布，工廠(chǎng)可能會(huì)不時(shí)地面臨環(huán)保處罰，而工廠(chǎng)又無(wú)法雇傭更多的人手來(lái)實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)省和可持續(xù)性。
3) 安全與合規(guī)挑戰(zhàn)
雖然工廠(chǎng)的健康、安全及環(huán)保記錄逐年有所改善，但是事故仍然發(fā)生，險(xiǎn)兆事件頻發(fā)，響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，難以滿(mǎn)足全新HS＆E法規(guī)的要求。工廠(chǎng)也會(huì)由于不合規(guī)而被處罰。同時(shí)，工廠(chǎng)可能無(wú)法增加新的人力來(lái)執(zhí)行這些工作。
4) 生產(chǎn)挑戰(zhàn)
在原油輸配過(guò)程中，人工進(jìn)行產(chǎn)品轉(zhuǎn)移造成的交叉污染或不均勻的溫度分布可能影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。儲(chǔ)罐和批量反應(yīng)器的手動(dòng)操作和利用不足可能會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)瓶頸。工廠(chǎng)必須處理來(lái)自不同市場(chǎng)的原料差異，從而維持收益，例如煉油廠(chǎng)的機(jī)會(huì)原油。工廠(chǎng)需要面對(duì)不斷變化的客戶(hù)需求；運(yùn)營(yíng)成本可能由于多種原因而不斷攀升；客戶(hù)要求交貨時(shí)間更短；隨著資深員工的退休，剩下的工作人員需要完成更多的工作。
用戶(hù)希望通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)獲得可衡量的業(yè)務(wù)提升！但是如何通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提升運(yùn)營(yíng)績(jī)效?從何入手?以多大的規(guī)模開(kāi)始？是否能利用現(xiàn)有資源以節(jié)省成本?是否有明確獲得投資回報(bào)的應(yīng)用?是否有行業(yè)實(shí)施案例可以借鑒？ 這些也都是用戶(hù)希望解決的問(wèn)題。
3 解決方案
實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)、專(zhuān)家知識(shí)和移動(dòng)應(yīng)用是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，Plantweb數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)不僅包括范圍廣泛的傳感器網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)安全工具，還包括軟件應(yīng)用、數(shù)據(jù)分析和IIoT相關(guān)的咨詢(xún)及服務(wù)，旨在提高過(guò)程可靠性、能源效率、安全和整體運(yùn)營(yíng)性能，幫助企業(yè)有針對(duì)性地向著可衡量的目標(biāo)，逐步實(shí)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)卓越運(yùn)營(yíng)。
圖2 Plantweb數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)
1) 數(shù)據(jù)采集——普適測(cè)量
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是大數(shù)據(jù)，通過(guò)傳感器收集原始數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型數(shù)字化轉(zhuǎn)型的第一步。傳感器彌補(bǔ)了物理世界和數(shù)字世界之間的差距，沒(méi)有傳感器，就不存在分析，也不存在大數(shù)據(jù)。對(duì)于普通的過(guò)程數(shù)據(jù)，工廠(chǎng)一般已經(jīng)擁有比較成熟的采集方案，但對(duì)于泵、壓縮機(jī)、換熱器，鼓風(fēng)機(jī)、冷卻塔、風(fēng)冷換熱器、手動(dòng)閥和水箱，甚至疏水閥等工藝設(shè)備，通常都沒(méi)有配備具有狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能的傳感器，缺少測(cè)量數(shù)據(jù)。通過(guò)為此類(lèi)設(shè)備配備智能傳感器，以獲取缺失的測(cè)量數(shù)據(jù)，可以使其成為智能連接設(shè)備。自動(dòng)數(shù)據(jù)收集速度更快，還可以提供潛在問(wèn)題的早期“標(biāo)記”，從而使資產(chǎn)管理更具預(yù)測(cè)性且效率更高。本解決方案提供范圍廣泛的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，除了溫壓液位等傳統(tǒng)過(guò)程變量，還包括機(jī)械設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測(cè)、腐蝕及有毒有害氣體監(jiān)測(cè)、疏水閥泄漏監(jiān)測(cè)等。普適測(cè)量模塊包含有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)傳感器，但在現(xiàn)有工廠(chǎng)中，無(wú)線(xiàn)傳感器更易于部署。本解決方案采用符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的IEC62591 WirelessHART通訊協(xié)議，確保所有儀表可以兼容工作，安全的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能與任意主機(jī)系統(tǒng)無(wú)縫集成。
WirelessHART是一種向后兼容，節(jié)省成本、簡(jiǎn)單易用的無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)，滿(mǎn)足工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ跓o(wú)線(xiàn)通訊的簡(jiǎn)單、可靠和安全的要求。WirelessHART 是對(duì)現(xiàn)有有線(xiàn)應(yīng)用的補(bǔ)充，并為新的監(jiān)測(cè)甚至控制應(yīng)用帶來(lái)諸多可能。
? 安全——5 層措施保障網(wǎng)絡(luò)通訊
- 發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備的合法身份（Authenticate）
- 數(shù)據(jù)的有效性驗(yàn)證（Verify）
- 數(shù)據(jù)包的加密（Encrypt）
- 可靠的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限管理 （Key Management）
- 應(yīng)用跳頻擴(kuò)頻（FHSS）和直接序列擴(kuò)頻（DSSS）技術(shù)提高抗干擾能力
? 可靠——自組織、自適應(yīng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
- 不要求用戶(hù)具有無(wú)線(xiàn)技術(shù)專(zhuān)門(mén)知識(shí)，網(wǎng)絡(luò)具有自適應(yīng)功能
- 網(wǎng)絡(luò)具有連續(xù)監(jiān)視通訊路徑的功能，某個(gè)節(jié)點(diǎn)通訊性能下降時(shí)通道將自行切換至高性能通道
- 同時(shí)支持星形和網(wǎng)狀拓?fù)洌ㄟ^(guò)網(wǎng)關(guān)管理網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)分配最佳路徑
智能無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)每臺(tái)設(shè)備的通訊路徑都有冗余，數(shù)據(jù)可靠性高達(dá)99.9%。
? 兼容
- 遵從IEEE 802.15.4 無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)
- 采用2.4 GHz 通用頻段
智能無(wú)線(xiàn)儀表可以輕松接入任何Wireless HART網(wǎng)絡(luò)，任何符合WirelessHART標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)儀表均可無(wú)縫接入智能無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。
2) 從OT到IT的數(shù)據(jù)安全傳輸
Plantweb數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)不但支持傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸， 也可通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。采用Secure First Mile?數(shù)據(jù)單向傳輸技術(shù)，為客戶(hù)提供了從OT系統(tǒng)和工廠(chǎng)架構(gòu)中更低層設(shè)備的連接，無(wú)需大量中間軟件，以消除原來(lái)無(wú)論使用任何連接都會(huì)成為惡意攻擊入口的問(wèn)題，從而確保現(xiàn)有OT系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以根據(jù)應(yīng)用需要輕松、安全地連接到互聯(lián)網(wǎng)。
Secure First Mile提供的是一系列網(wǎng)絡(luò)安全手段、設(shè)備和設(shè)計(jì)，包括網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)、安全靈活的服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)單向傳輸技術(shù)，以確保數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)技術(shù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以方便安全地與基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用相連接。Secure First Mile主要是在產(chǎn)生過(guò)程數(shù)據(jù)的地方將傳感器或其它設(shè)備信息轉(zhuǎn)化為安全的數(shù)據(jù)供英特網(wǎng)和云端使用。
以數(shù)據(jù)單向傳輸用于閥門(mén)監(jiān)測(cè)為例，WirelessHART閥門(mén)的信息通過(guò)1410網(wǎng)關(guān)傳遞到現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)關(guān)，通過(guò)數(shù)據(jù)單向傳輸防止外部接入OT（運(yùn)營(yíng)技術(shù)），Microsoft Windows 10英特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的數(shù)據(jù)例如AMQP，然后通過(guò)微軟Azure云服務(wù)發(fā)送到遠(yuǎn)程專(zhuān)家服務(wù)平臺(tái)。這種方式采取端到端的加密。
3) 數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用
Plantweb Insight 設(shè)備監(jiān)測(cè)APP
Plantweb Insight設(shè)備監(jiān)測(cè)APP是針對(duì)單個(gè)類(lèi)別設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的應(yīng)用程序，它是獨(dú)立的平臺(tái)，不依賴(lài)于任何特定的控制系統(tǒng)或歷史數(shù)據(jù)。其通過(guò)內(nèi)置專(zhuān)業(yè)知識(shí)對(duì)具有多種測(cè)量數(shù)據(jù)的復(fù)雜工藝設(shè)備進(jìn)行性能和狀態(tài)監(jiān)測(cè)，例如：壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵、換熱器、冷卻塔、風(fēng)冷換熱器等，以預(yù)測(cè)并提前發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，防止其進(jìn)一步惡化而發(fā)生故障。該分析軟件可支持各種來(lái)源的信息（無(wú)論監(jiān)測(cè)設(shè)備是哪家供應(yīng)商提供的），包括新型無(wú)線(xiàn)傳感器、現(xiàn)有傳感器、成套PLC、SCADA 系統(tǒng) RTU、控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、機(jī)械保護(hù)系統(tǒng)、智能設(shè)備管理（IDM）軟件以及任何歷史數(shù)據(jù)庫(kù)或未來(lái)的平臺(tái)。反之，設(shè)備分析結(jié)果也可以傳送至整個(gè)裝置或工廠(chǎng)的其它分析應(yīng)用程序中，同樣，還可以集成到（AR）可視化解決方案中。
圖3 設(shè)備監(jiān)測(cè)APP
Plantweb Advisor顧問(wèn)系統(tǒng)
Plantweb Advisor顧問(wèn)系統(tǒng)針對(duì)特定應(yīng)用需求，對(duì)相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并提供可用于決策的信息。其專(zhuān)門(mén)為大多數(shù)使用OSIsoft PI系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的工廠(chǎng)客戶(hù)而創(chuàng)建。也就是說(shuō)，工廠(chǎng)現(xiàn)有的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)在使用中，無(wú)需由其它中間件平臺(tái)代替，因此不需要添加其它中間件平臺(tái)，從而保護(hù)工廠(chǎng)的投資并降低管理成本。目前已經(jīng)發(fā)布的顧問(wèn)系統(tǒng)包括：
? Plantweb Health Advisor 機(jī)械設(shè)備健康顧問(wèn)系統(tǒng)，可對(duì)泵、換熱器、鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)冷換熱器、壓縮機(jī)、冷卻塔等進(jìn)行分析，有助于推動(dòng)維護(hù)管理
? Plantweb Performance Advisor設(shè)備性能顧問(wèn)系統(tǒng)，可對(duì)離心壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、鍋爐、燃燒式加熱器、熔爐、HRSG、冷凝器、泵、冷卻塔、風(fēng)扇等許多其它設(shè)備進(jìn)行分析，提高設(shè)備性能管理
? Plantweb Energy Advisor能源監(jiān)測(cè)顧問(wèn)系統(tǒng)，是專(zhuān)門(mén)為過(guò)程工廠(chǎng)設(shè)計(jì)的能源管理信息系統(tǒng)（EMIS），可管理多種能源流，如：水、空氣、天然氣、電力、蒸汽和其它能源，并自動(dòng)生成工廠(chǎng)、區(qū)域、單元直至設(shè)備層面的報(bào)告，方便能源經(jīng)理和損失控制工程師使用。
由于這些分析軟件都是基于網(wǎng)頁(yè)瀏覽器的程序，因此可隨時(shí)隨地通過(guò)平板電腦或智能手機(jī)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，歷史庫(kù)通常也可支持文本/短信、電子郵件以及運(yùn)行數(shù)據(jù)看板，可向用戶(hù)發(fā)送設(shè)備異常狀態(tài)的消息，實(shí)現(xiàn)信息流和工作流高效協(xié)同。
除了易于使用的Plantweb Insight設(shè)備監(jiān)測(cè)APP和Plantweb Advisor顧問(wèn)系統(tǒng)以外，還有一些專(zhuān)門(mén)的預(yù)測(cè)分析專(zhuān)家工具，如AMS機(jī)械設(shè)備管理系統(tǒng)、腐蝕管理系統(tǒng)、以及能夠區(qū)分許多故障模式的ValveLink 控制閥診斷系統(tǒng)。這些工具甚至可以應(yīng)用于單臺(tái)傳感器的分析和健康診斷。
隨時(shí)隨地獲取信息
將正確的信息傳遞給正確的人，無(wú)論他在何處，工作人員都能夠通過(guò)手機(jī)、iPad等移動(dòng)設(shè)備安全、快捷、直觀地獲得關(guān)鍵設(shè)備的狀態(tài)信息和報(bào)警，從而更高效地做作出決策。
4) 咨詢(xún)與服務(wù)
遠(yuǎn)程專(zhuān)家服務(wù)
本解決方案與微軟公司合作，推出基于Microsoft Azure云平臺(tái)和Windows 10物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程專(zhuān)家服務(wù)，實(shí)現(xiàn)從本地向云平臺(tái)安全地傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有足夠的專(zhuān)家資源時(shí)，工廠(chǎng)可以選擇基于IIoT技術(shù)的解決方案借助公司自有全球監(jiān)測(cè)中心的遠(yuǎn)程專(zhuān)家對(duì)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也可選擇由第三方服務(wù)提供商對(duì)公司全球范圍內(nèi)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。目前提供的遠(yuǎn)程專(zhuān)家服務(wù)包括：疏水閥、旋轉(zhuǎn)機(jī)械（振動(dòng)）設(shè)備、靜態(tài)設(shè)備、控制閥、DeltaV系統(tǒng)、氣相色譜儀、超聲波流量計(jì)。
培訓(xùn)和仿真
Plantweb數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)中的數(shù)字雙胞胎系統(tǒng)可用于測(cè)試工藝優(yōu)化所需的新的控制策略和邏輯改進(jìn)，尤其是批次配方優(yōu)化；也可在 FAT階段用于組態(tài)驗(yàn)證和邏輯測(cè)試，以加快工藝運(yùn)行；還可用于虛擬培訓(xùn)，通過(guò)3D 虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）仿真軟件和護(hù)目鏡，獲得真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)體驗(yàn)，使操作人員在實(shí)地實(shí)踐操作前及時(shí)發(fā)現(xiàn)不正確的作業(yè)行為，通過(guò)不斷的仿真來(lái)快速提升技能。
圖4 通過(guò)動(dòng)態(tài)仿真進(jìn)行工藝優(yōu)化的測(cè)試或虛擬培訓(xùn)
咨詢(xún)服務(wù)
Plantweb顧問(wèn)、專(zhuān)家可以幫助客戶(hù)部署Plantweb 數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)中的技術(shù)，幫助客戶(hù)發(fā)現(xiàn)工廠(chǎng)中每個(gè)部門(mén)的潛在需求和機(jī)遇，設(shè)定運(yùn)營(yíng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化的目標(biāo)和發(fā)展藍(lán)圖，為其提供工廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型支持。
4 成功案例
4.1 方案收益
圖5 據(jù)行業(yè)分析，通過(guò)數(shù)字化轉(zhuǎn)型企業(yè)將獲得顯著的績(jī)效提升
1) 應(yīng)對(duì)可靠性、維護(hù)和完整性挑戰(zhàn)
提高可靠性的關(guān)鍵是預(yù)測(cè)性維護(hù)，豐富的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和分析工具為用戶(hù)提供完整的可操作的運(yùn)行信息，利用物聯(lián)網(wǎng)，不僅能夠讓相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)工程師及時(shí)收到設(shè)備故障的預(yù)報(bào)，還能讓技術(shù)專(zhuān)家提供遠(yuǎn)程支持和可靠性咨詢(xún)服務(wù)。
中東某化工公司擁有四個(gè)大型綜合工廠(chǎng)，通過(guò)實(shí)施完整的一體化維護(hù)計(jì)劃公司的維護(hù)成本降低12％，可用性提高2％。以典型的日產(chǎn)250,000 桶煉油廠(chǎng)為例，通過(guò)預(yù)測(cè)診斷實(shí)施維護(hù)帶來(lái)的成本節(jié)省單以10臺(tái)泵的數(shù)據(jù)來(lái)看，由于運(yùn)營(yíng)時(shí)間更長(zhǎng)了，工廠(chǎng)利潤(rùn)至少增加了93,992美元，直接成本節(jié)省了60,300美元，并降低了一年內(nèi)的事故發(fā)生率。總收益為每年154,292美元。
2) 應(yīng)對(duì)能源和排放的挑戰(zhàn)
新加坡Denka化工廠(chǎng)，過(guò)去經(jīng)常會(huì)發(fā)生一臺(tái)疏水閥泄漏一年才被發(fā)現(xiàn)的情況，高達(dá)20%的工廠(chǎng)疏水閥可能隨時(shí)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致蒸汽損失或加熱效率低下，從而增加能源成本。Denka化工廠(chǎng)使用了基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的疏水閥遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和咨詢(xún)服務(wù)，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)情況及時(shí)更換故障疏水閥，從而使蒸汽的使用量降低了7%。
3) 應(yīng)對(duì)安全與合規(guī)的挑戰(zhàn)
新加坡裕廊化工園區(qū)采用本工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案，布局園區(qū)安全管理、設(shè)備管理和能源管理中心，在園區(qū)覆蓋工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)，通過(guò)增加無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，加入統(tǒng)一的安全管理、設(shè)備管理和能源管理平臺(tái)，從有害氣體泄漏監(jiān)測(cè)到腐蝕監(jiān)測(cè)，從溢罐報(bào)警到動(dòng)設(shè)備性能監(jiān)測(cè)，從安全噴淋監(jiān)測(cè)到人員跟蹤等，有效加強(qiáng)安全生產(chǎn)的預(yù)警、預(yù)防能力。從小事故和隱患抓起，最大程度減少重大事故發(fā)生、優(yōu)化能源管理、加強(qiáng)節(jié)能減排，強(qiáng)化全面環(huán)保監(jiān)測(cè)管理。
4) 應(yīng)對(duì)生產(chǎn)挑戰(zhàn)
在現(xiàn)代化智能罐區(qū)的管理中，本解決方案可實(shí)現(xiàn)智能化的罐區(qū)調(diào)度、物流管理，訂單管理、庫(kù)存管理、仿真和培訓(xùn)、調(diào)和與配比控制、儲(chǔ)罐計(jì)量和安全監(jiān)控、相關(guān)泵區(qū)及閥組的監(jiān)控、貿(mào)易交接的審核、移動(dòng)裝卸控制（裝卸船、火車(chē)裝車(chē)或槽車(chē)裝車(chē)），庫(kù)區(qū)安全管理、智能設(shè)備診斷和管理，從而提高罐區(qū)運(yùn)行效率和安全性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
4.2 成功案例
1) Connected Services遠(yuǎn)程專(zhuān)家服務(wù)案例
位于西菲律賓海區(qū)的Shell Malampaya海上平臺(tái)，通過(guò)智能定位器實(shí)現(xiàn)從陸地對(duì)平臺(tái)上的閥門(mén)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)還能被送到企業(yè)局域網(wǎng)，這樣Shell在全球的工作人員都可以登入企業(yè)內(nèi)網(wǎng)為平臺(tái)提供支持。
澳大利亞遠(yuǎn)程煤層氣田需要對(duì)其正在運(yùn)行的氣相色譜儀進(jìn)行檢查，確定有哪些設(shè)備需要重新標(biāo)定，一臺(tái)設(shè)備停止工作每天可能會(huì)造成高達(dá)10萬(wàn)美元的損失，以前是由一名工作人員工花1到3天時(shí)間到現(xiàn)場(chǎng)完成一臺(tái)設(shè)備的檢查，而大部分情況下設(shè)備都沒(méi)有問(wèn)題。現(xiàn)在我們可以對(duì)氣相色譜儀進(jìn)行遠(yuǎn)程連接，通過(guò)診斷數(shù)據(jù)判斷是否需要標(biāo)定，由于省去了到現(xiàn)場(chǎng)的檢查每次可節(jié)省6千美元。
2) 新疆克拉美麗氣田實(shí)現(xiàn)井口自動(dòng)化監(jiān)測(cè)案例
克拉美麗氣田位于古爾班通古特沙漠，氣田井?dāng)?shù)多、分布廣、產(chǎn)量波動(dòng)頻繁、管理難度大，由于單井自動(dòng)化水平低，RTU遠(yuǎn)傳、UPS覆蓋面較小，僅有2口單井井口配有RTU及UPS，大多數(shù)氣井無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控及操作，員工巡檢勞動(dòng)強(qiáng)度大。此外，一旦單井井口出現(xiàn)突發(fā)緊急情況，員工無(wú)法第一時(shí)間及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)狀況并解決問(wèn)題，且處理問(wèn)題時(shí)間較長(zhǎng)，員工勞動(dòng)效率低下，為氣井正常生產(chǎn)埋下隱患。
Plantweb數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)幫助氣田實(shí)現(xiàn)井口生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)自動(dòng)化監(jiān)控，用戶(hù)獲得三大收益：保證井區(qū)安全生產(chǎn)- 為判斷井口管線(xiàn)積液、凍堵及地層壓力變化提供了實(shí)時(shí)參數(shù)及歷史趨勢(shì)數(shù)據(jù)，為安全穩(wěn)定生產(chǎn)、優(yōu)化氣井操作提供了可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)；保障人員安全- 由于可以在控制室完遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)，減少人員在井口危險(xiǎn)區(qū)域的操作及巡檢次數(shù)，如克拉美麗沙漠冬季道路結(jié)冰和自然環(huán)境的因素（有時(shí)野狼群出沒(méi)）的影響，提高了操作人員的工作效率和安全保； 降低巡檢維護(hù)成本- 由于可以減少人工巡井次數(shù)，勞動(dòng)成本節(jié)省50%，人工工時(shí)減少近3000小時(shí)，巡井路程減少近20萬(wàn)公里，相應(yīng)車(chē)用油耗節(jié)省75%。