以数字化夯实粮油产业根基,守护“天下粮仓”

2024/1/17 10:55:20

民以食为天,我国是粮食生产大国,粮食总产量连续9年稳定在1.3万亿斤以上。在粮食产量持续交出“丰收答卷”的背后,离不开中游生产环节的支撑:作为粮油产业链结构中的关键枢纽,中游生产环节承担着最大化利用粮油原料、保障市场供给的重任。

 

然而,不容忽视的是,我国粮食在增产丰收的同时,在储藏、运输、加工等环节依然存在浪费现象。与此同时,伴随消费者个性化、高端化、绿色化需求的不断涌现,粮油产品从原料到工艺流程也日益复杂,我国粮油行业正加速从传统粗放型加工模式向精深加工模式转型,并朝着规模化生产和集约式经营方向转变。此外,随着赤藓糖醇、聚乳酸等符合国家营养健康、绿色环保的新产品不断涌现,粮油行业整体生产技术水平得以大幅提升,并带动粮油产品收率、能耗等指标不断优化,行业呈现出技术创新与绿色健康相融合的新趋势。

 

面对当下的机遇与挑战,粮油企业该如何走好高质量发展之路?施耐德电气认为,利用数字化手段构建一体化制造运营管控和精益化流程优化管理,进行持续的降本增效,是粮油企业高质量发展的必经之路。

 

立足粮油企业数字化转型的真实需求和行业发展趋势,施耐德电气可提供以咨询引领,覆盖产线级、工厂级与集团级三个层级的纵向数字化解决方案,助力提升产线智能化水平的同时,帮助客户保障生产安全与合规并优化产能和能耗,进而赋能企业增强全生命周期节粮减损的能力。

 

 

软硬件一体化 助力提升产线运营效率

 

随着消费需求日益多样化,企业柔性化生产需求不断增长、产线设备越来越多、工艺流程的调整优化也愈发频繁。然而,传统自动化软硬件各自独有的综合的集成开发环境(IDE)导致了生产设备与控制系统的强力捆绑,不利于工业OT和IT融合,成为企业进一步提升柔性化生产能力的“桎梏”。

 

针对粮油企业在产线层面的升级需求,施耐德电气提供涵盖EcoStruxure开放自动化平台、EcoStruxure过程控制专家、APC先进过程控制系统和AVEVA RTO 实时在线优化等软件,以及终端硬件设备包括PLC、HMI、变频器、智能仪表等,通过集成智能设备+生产控制平台,助力工厂提升产线流程自动化、生产柔性化和运营智能化水平,释放高效生产力,打造可靠的产品质量控制体系。其中,

 

  • EcoStruxure 开放自动化平台基于IEC 61499的集成开发环境,可用于设计、部署和管理工业控制系统,支持“即插即用”的自动化软件组件方式。EcoStruxure 开放自动化平台能够跨OT和IT设备的异构架构,对分布式自动化应用建模,以资产为中心,采用事件驱动和分布式部署,彻底打破传统应用中控制程序基于专有硬件工作、无法在不同工业领域无缝运行的障碍;结合数字孪生、预测性维护等创新技术,还可助力客户提升工程效率和运营效率,支持生产设备的灵活调整以快速应对供需侧变化,赋能粮油企业在整个生命周期的渐进式升级。

 

以某跨国粮油加工集团为例,该集团目前正在与施耐德电气深入合作,通过将产线的半连续流程库转到IEC 61499国际标准,率先在其内部推行工业自动化。未来,该集团计划逐步将其应用库与厂家平台解耦,依托真正的开放自动化来释放自身强大的创新生产力。

 

“数据+建设运行”双平台,打造智慧粮油工厂

 

基于从现场生产要素的数据采集到工厂运营侧的数据流通和共享,粮油企业能够进一步对数据进行处理、分析并形成能够对自身生产和运营加以指导的洞察,最大化发挥数据价值。为此,施耐德电气在工厂层面提供集数据采集、存储、清洗、分析于一体的数据平台,以及包含数字交付平台搭建、生产与仓储、设备和能源管理等全方位职能的工厂建设运行平台,助力客户打造智慧粮油工厂,实现数字化建设与智能化运营。

 

数据平台涵盖EcoStruxure IoT工业互联网平台、AVEVA PI System大数据管理平台和AVEVA Wonderware平台。其中,

 

  • EcoStruxure IoT工业互联网平台以底层智能设备为依托,全面覆盖边缘、平台及应用侧层级功能,可与粮油企业现有的信息化系统“无缝融合”,搭建智慧粮油加工业物联网平台,通过提供卓越的数据采集、存储与智能分析服务和功能齐全的应用软件,达到高效设备、控制物联、感知互联与协同智联的目标。此外,借助传感器和监测设备,还能将农田、仓储和运输环节连接到互联网,帮助工人实时监测和收集土壤湿度、温度、作物生长情况、仓储环境等数据,进而助力农户、农业企业做出更准确的决策,提高农作物产量和质量。

 

工厂建设运行平台涵盖AVEVA AIM数字化交付系统、MOM生产运营管理系统、EcoStruxure预测性维护顾问(PMA)、EMS能源管理系统解决方案和ProLeiT Plant iT过程控制系统。其中,

 

  • MOM生产运营管理系统以粮油产品质量追溯为核心、粮油生产为主线,覆盖生产、质量、仓储、运维四个方面,可实现生产经营活动全局可观、可测、可控、可优化的闭环管理,助力粮油企业实现更短的产品创新周期、更高的产品质量与安全性、更标准的配方与工艺控制,以及更透明的全流程精益管理,在提升效率的同时减少浪费,实现降本增效。
  • EcoStruxure预测性维护顾问基于智能感知技术,并利用设备机理+数理模型驱动的一种AIoT智能故障预测技术,可在复杂的粮油生产环境中持续预测并准确诊断各种设备基础部件的故障类型,通过对相关设备进行保养维护,减少设备意外宕机次数并延长设备使用寿命,从而增加设备利用率并降低维护成本。
  • EMS能源管理系统作为具有完整能源监控、管理、分析和优化功能的一体化计算机信息系统,是粮油加工企业自动化和信息化的重要组成部分,可为企业能源管理提供自动化和信息化手段和方法。该系统可衔接ERP、MES,帮助粮油加工企业建立能源管理基础平台,增强能源利用效率,并实现对厂内能源的输送、分配、转换、使用等各个关键环节的全面监控和调度;而在建立能源数据分析平台后,还能实现能源数据统计的客观、实时、高效呈现,为企业提供能源管理决策支持。此外,通过建立先进、高效且最适合工厂的能源管理模式,并结合能源模型,该系统能够从能源历史数据中挖掘信息价值,助力企业能源管理的持续减碳。

 

针对整体能耗状况监控和数据透明化管理的需求,施耐德电气为某国有大型粮油公司提供了EMS能源管理数采及分析平台解决方案,以智能化能源管理助力其工厂进行数字化升级。通过建立能源数据自动采集网络,该公司实现了对全厂范围内能源计量数据的实时采集和数据清洗,并结合产量数据用于能效评价,为用能问题诊断及节能改造提供了依据。此外,EMS能源管理系统通过对该企业的电站、淀粉加工车间、果糖车间、糊精车间和仓储车间等实施能源数据的接入、存储、汇总、分析、预警和展示,建立起全厂完整的能源自动数采网络架构、三级能耗KPI分析体系和智能分析平台,不仅实现了车间级别的能耗分析和用能成本分析,还达成了能源管理系统与其他多系统间的数据联通共享。

 

咨询引领,推动集团级战略部署

 

当下,粮油行业整体呈现出产能向优势企业聚焦、需求向多元行业扩散和产品向纵深加工升级三大趋势,智能、透明、绿色和协同成为引领粮油产业升级的核心方向。越来越多粮油深加工企业开始借助数字化手段,一方面对生产制造及供应链端进行集中管控,以提升产品迭代的敏捷度和产品质量标准;另一方面构建以生产管控为核心的生产数字化管理平台,提升管理效率,从而实现智能制造。

 

对此,在集团层面,施耐德电气将基于自身在粮油行业丰富的技术积累和多年实践经验,在明确企业真实需求的基础上,提供以咨询引领的、覆盖从规划到落地的全生命周期服务,涵盖顶层规划、供应链咨询、精益咨询、数字化工厂规划、能源管理(及碳管理)咨询及一体化生产调度、集成运营管理在内的集团级规划、工厂级智能制造规划以及灯塔工厂规划等咨询服务,帮助客户理清战略思路并挖掘新的业务潜能。

 

施耐德电气深耕中国市场近四十年,将依托完备的数字化产品、领先技术和丰富经验,致力于为客户提供贯通企业设计、建造、运营与维护全生命周期的数字化解决方案与服务,赋能粮油加工企业打造更加安全合规、智能透明、可持续的生产体系,以创新的数字技术为粮油产业的高质量发展不断注入强劲动力。

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