新生产技术带来新产品

如何利用数字化优化产品生命周期

“工业4.0”的全线产品今年也将继续增长。2018年,德国市场的营业额预计将会比2017年增长22%以上,达到七百多亿欧元。而产品种类极其丰富:包括所谓的“物联网”,还有自动驾驶汽车、电子病历以及联网的生产设备等。

萨克森–安哈特州是位于德国中部的一个联邦州,拥有与众不同的经济发展史,这里早已开始了所谓的“第四次工业革命”,出现了令人瞩目的新产品。

哈勒泵厂Hallesche Pumpenwerke GmbH)在1990年被并入了KSB SE & Co.股份两合公司。该企业成立于1871年,生产自动锅炉给水装置及配件,100多年以来一直属于领先的泵及配件供应商。其成功秘诀是:锐意创新加优良传统。“对于如何让用户能够简单地优化泵的生命周期成本,也就是如何无需工程浩大的分析或泵的更换工作即实现优化,数字化为我们提供了绝佳的出发点。为此,作为生产商,必须将专有技术转化为算法和软件,再使其可为用户所利用。”KSB公司的工程师兼发言人Christoph Pauly说。要实现泵的节能运行,必须准确了解负荷特征,找到最接近最佳效率的运行点。“在这方面,数字化发挥了作用。如今,我们在测量时不必接触媒介,而只要记录泵外壳的振动并加以分析,将这些运行数据通过无线通信发送到云端。其优势在于全世界的维保人员均可了解泵的状态。从结果中可以得知,是否有必要将所测泵转变为受控运行,是否必须更改运行方式,或者是否建议购买新泵。”但是,Christoph Pauly也说,数字化本身并非目的。“一种技术只有在日常工作中产生增值并且切实可行,才会被用户接受。没有多年积累的泵技术,根本无法让泵进入数字化时代。”

移动式检测系统

工业革命的历史会在萨克森–安哈特州续写,可谓理所当然。这里是德国工程技艺的摇篮,是奥托·冯·格里克(Otto von Guericke)证明真空技术的地方,还是德国工程师联合会成立的地方。

为了促进具有前瞻性的创新,萨克森–安哈特州经济部25年以来为科研和创新成果颁发雨果·容克斯奖(Hugo-Junkers-Preis)。当然,近年来以关键词“4.0”推出了越来越多的开发成果。2017年,哈勒(萨勒河)的哈勒SONOTECH超声波传感器有限公司“凭借其“实现维护4.0的SONAPHONE模块式测量检验系统”,荣获最具创新产品开发”奖项第三名。听起来有些艰难晦涩,但其实不是,恰恰相反:这种移动式设备不比一部智能手机大多少,通过触摸屏操作,是数字式超声波检验设备,可以用于从规划和测量直到分析和维修的整个检验过程。这种设备可识别出窗、门、车辆和部件上泄漏处,分析机器设备的状态,发现最佳的维保时间点。通过对冷凝水排出管和阀门功能进行检查,可帮助避免能量和水的损失,从而防止机器设备损坏。

核心能力:金属部件的增材制造

虽然“工业4.0”是德国人创造出的词汇,但是近年来,这个词也已在外国广为流传。这是全球经济联动的必然发展结果。从2017年开始,欧瑞康集团下属、位于萨克森-安哈特州的citim有限公司早已声名在外。这家企业掌握的增材制造这项新技术,是其他企业几乎无法企及的。citim成立于1996年,从马格德堡大学分拆出来后,如今已是全世界领先的增材制造金属部件供应商之一。增材制造,换句话说就是3D打印。位于巴尔莱本(Barleben)的生产基地是欧瑞康AM服务方案的一根支柱。该方案整合了增材制造的所有要素,从金属粉末开始到设计、制造、后加工,再到最后的质量检验。反映这家企业能力的最令人印象深刻的案例是为欧洲航天局ESA的一颗人造卫星制造的天线臂。通过3D打印进行优化后,该部件的最初重量得以几近减半,而强度保持不变。“我们为非常具有创新力的公司服务。我们的客户大多来自开发新产品并勇于采用新的制造技术的领域。”欧洲AM服务总监Andreas Berkau说。

风电设施分析

“预测性维保”,即Predictive Maintenance,是工业4.0的一个关键概念。萨克森–安哈特州一家年轻的信息技术企业是这一领域的先驱:哈勒的Indalyz监控与预测(IM&P)有限公司开发了基于软件的预测性维保策略,可用于单台机器、复杂设备和机器群。该预测软件建立在自主学习、人工智能的核心算法基础上,并与不同过滤器和映射方法相结合。这家新兴公司将风能作为其产品的第一大应用领域。IM&P公司分析了650座风电设施的数据,对其技术状况进行了长达三年的观察和预测。据该公司称,其中近95%的预测性磨损信息在实践中证明是准确的。

作者:Anja Falgowski