EB讲坛
加速迈向可持续发展气候中和、脱碳、碳足迹、可持续发展——这些流行词语如今与我们的生活息息相关。它们关乎我们的未来，同时也需要我们倾尽全力去实现。当前有越来越多的客户，无论新老，找到AUCOTEC，希望尽快提高其工厂的可持续性，或通过产品推动可持续发展。我们需要重新思考工程设计过程，而AUCOTEC拥有相应的方案：这是一系列切实可行的、经过验证的解决方案。推动二氧化碳减排AUCOTEC在刚刚结束的财年中取得了出色业绩，而可持续性方面的努力在其中起到了重要作用。销量新高和更强劲的订单增长不必多说。与此同时，各项目之间的关联性引起了人们的关注，表明各行各业都在认真对待二氧化碳减排问题，而AUCOTEC为实施这些项目做出了重要贡献。无论是电动车辆、正在运行的氢能转换装置、蓬勃发展的回收行业、更高产出的氢电解设备，还是电网扩建等——都为可再生能源的应用发挥不可替代的作用。而眼下时间紧迫，各行各业亟需行动，几乎各个领域都能看到AUCOTEC的Engineering Base（EB）平台的身影，为什么呢？开启交通运载新纪元先说电动车辆：内燃汽车的油箱只需要一个液位指示器，而电池系统则需很多控制装置。现代化的高压配电系统还需要先进的屏蔽和安全装置，这正是传统汽车的电池所缺乏的。为此需要进行布线，这无疑增加了布线系统的复杂性。相关流程需要调整，新的系统供应商需要整合。所有环节都必须在有限的人力资源条件下完成，同时量产的时间压力也在增加。自动驾驶趋势催生了众多传感器和控制技术。此外还必须考虑新的标准，确保各功能安全。其目的是使开发过程可追溯，避免系统性错误，为此数据分析必不可少。这是使用传统工具无法实现的，因为电气原理图无法提供自动评估所需的所有数据。在EB中每个元器件都可以添加任意数量的属性，且均可评估。EB以数据为中心的车载电源数据模型在整个研发周期中对所有参与者都是透明和实时更新，并通过网络服务（Web Service）缩短运行时间。开放性和灵活性使EB能够驾驭新的流程、标准和日益复杂的环境，并经得起未来考验。通过倍增来扩大规模电解器制造商追求的是另一个层面的增长。由于对氢气的需求不断增加，他们希望尽快为更多工厂提供更多兆瓦的氢气。然而与流程工业不同，反应器不能简单地通过增大尺寸来实现这一目的。制造商依赖高度标准化的“一键连接”模块，其输出可通过模块的倍增来扩展。这就是EB在高度模块化的汽车行业以及流程行业的重大项目经验中发挥作用的地方。一位国际知名的电解专家向EB证明，有了跨学科的数据平台，一些工作现在只需要六周就能完成，而过去需要六个月。这主要归功于EB具备跨学科的“数据之家”，使得提供完整的、经过质量验证的模块成为可能，这些模块也是作为跨学科的单元开发的。能源转型需要更复杂的网络只有当电解所需的电力来自可再生资源时，所生产的氢气才能被称为“绿氢”。但无论是用于氢气生产、其他行业还是家庭，都必须首先确保绿色电力供应。此外，电网运营商面临着巨大的压力，因为由于分散的能源发电，他们不得不大规模扩大网络容量，一个地区不是一个发电厂，而是数百个太阳能、风能或生物发电系统。同时，变电站技术在未来几年还将发生深刻变化，以绘图为导向的传统工具将不再适用。面对这些问题，EB的中央数据模型和数十年的输配电行业经验将进一步彰显其优势。可参见《Engineering Base 助力实现 BS|NETZ 的第三方业务》，了解为什么EB被视为电网扩容强有力的推动者，从而促进能源转型，甚至为新商业模式奠定基础。流程工业正在经历结构调整正如Namur前主席Wilhelm Otten博士所描述的那样，EB不仅在工程设计方面具有高节省潜力，还在整个工厂的生命周期内为流程工业提供高效支持。这一点非常重要，因为世界各地的改建工厂必须转向新型的能源、原材料和产品，以提高可持续性。例如，由于循环经济越来越重要，回收工厂预计将有相当大的扩张需求。要完成这些转换和扩展，运营商需要一个完整的新型数字孪生系统。Otten博士还解释了为什么理想的选择是EB，而不是特定学科的文件系统。
IEC 61850：设计面向未来的变电站 Hannover, 23.05.2023 |在意大利罗马举行的国际供电会议（CIRED 2023）上，Aucotec AG首次向广大专业观众展示如何在Engineering Base (EB) 平台上集成IEC 61850标准。Aucotec产品经理Michaela Imbusch表示，对国际标准的深度集成是实现未来变电站设计规划的重要一步。在大会的准备阶段，她指出了当前电力运营商面临的巨大规划设计压力：“如今，全球几乎所有电力运营商都必须大幅扩充其容量，这些系统都将运行数十年，因此确保未来的安全至关重要。”服务器代替控制柜针对IEC 61850的合规性是供电领域的一项重要问题，也是许多电网运营商的一大难题。IEC 61850不仅针对所有制造商就数字化变电站结构进行了统一的描述，还定义了与控制和保护设备的通信方式。不仅如此，IEC还要求采用SCL（变电站配置语言）格式。由于控制端系统将历经重大变革，SCL在未来的重要性还将进一步凸显。“我们还引入了从现场到控制系统的总线技术。”Imbusch介绍称。信息通过SCL（符合IEC标准）中的总线传输，这将大大减少布线需求。Imbusch表示：“目前，变电站的控制柜已经为数不多了，从长远来看，未来只需借助服务器即可实现运转。”智能建模代替绘图智能建模能减少电路图的数量且无需关联图纸，同时还降低了传统设计工具在项目中的比重。因为此类工具存弊端，即无法在缺少电路图的情况下呈现详细信息。相比之下，Aucotec的EB平台则显得完全不同。Imbusch强调称：“IEC 61850是变电站数字孪生的DNA，它被描述成对象模型，为按标准对这一孪生模型进行建模和映射，我们就需要一个集成了DNA、面向对象的智能数据系统。到目前为止，只有EB能按这些标准要求建立数据模型。”其中一个关键原因是，EB采用了完全以数据为中心的工作方式。由于也同步实现了纯粹的字符处理方式，因此在EB中不必为二次设计再绘制任何原理图。整个开关设备在一个模型中此外，由于同德国服务提供商H&S公司建立了合作关系，Aucotec可将H&S基于SCL的配置工具集成到EB中，使该系统能够“理解”所需的SCL。因此，该平台是唯一一个能将变电站数字孪生系统透明地统一到数据模型中的平台，涵盖了从单线图和一次技术——到二次设计技术细节——以及保护控制的整个环节，且不存在特定专业的数据孤岛、手动传输和相应的误差源。通过这种方式，完整的开关设备（包括符合标准的结构）被描述为对象模型。Michaela Imbusch表示：“面向未来的客户，意味着为他们提供来自未来的工具。而EB，就是这样一款出色的工具。”
落实变更？轻而易举！在规划和工厂运营的过程中，“变更”是无法绕开的话题。关键的问题在于，相关各方能否接受并落实这些变更。造成这一问题的原因，不仅是因为特定专业工具本身加剧了变更的难度，还因为缺少安全、有效的变更流程。所幸的是，EB协作平台的出现成功扭转了这一局势。 更新源于EB天然本质 EB的中央数据模型 "从本质上 "保证了参与工程设计过程的所有学科都能得到当前的规划状态。由于每个设计对象只存在一次，因此可以从所有特定学科角度直接编辑设计对象。每个人都能看到其他工作组所创建的具体内容。由于变更经常出现在事实发生之后，通过不久前引入的状态和用于变更的可配置数据追踪和修订管理，每个人都能及时看到其负责领域内对象发生的变化。仅凭这一点，就能确保变更不再遭到忽视。现在新的任务分配和角色定位使变更管理在推荐、落实和审查变更方面更加高效。通过单击筛选器，即可减少到可选角色相关方面的属性列表 角色和任务助力节省时间 重要的是，在EB中用户既可以为设备分配状态，也可以为属性分配状态。然而，尽管设备通常包含150余项属性，但特定的用户或角色无需同时使用全部属性，因此需要借助EB对属性进行相应的分配。无论是自动化工程师、工艺工程师还是电气工程师，通过工作表筛选器即可即时向其展示专属的工作界面（包含待完成的任务）。当然，小组或部门也可以为自己分配角色。反之亦然：需要泵提供更高压力时，工艺工程师可以为自控负责人员创建任务。任务创建者将任务原因保留在变更历史上，从而将信息保存在EB数据模型中即对象上，而无需通过邮件来编辑和发送更改说明的Word文档。在任务中，对象会被定义为待检查并将其分配给个人或小组。当相关人员打开EB时，将会看到全部待处理的任务。他们也会在使用EB时获取有关新任务的通知。点击跳转至包含任务的工作表，并经此直接转至待编辑的对象。 EB的工作流程助手也可用于自动创建任务，在特定条件下自动检查某些数据。例如，EB可以自动控制审查、修改和批准等复杂互动。这样做不仅能够节省时间，还提高了数据和文档的质量。 各装置不同属性类别比例一览 减少修订次数 项目管理人员和负责人无需精通EB，即可运行状态评估，并通过仪表板掌握工作进度。例如，只需通过点击操作就能显示P&ID设备有多少属性已完成检查并准备就绪——即文档是否已做好修订准备，从而避免EB不必要的重复修订。 “您是否做好了修订的准备？”：只有所有属性状态为发布后，P&ID才能真正做好修订准备。 工厂运营更安全运营工厂的运营商也可从中受益。例如，维护任务确保维护工作不再遭到忽视。重建任务确保技术团队进行的物理变更可及时纳入文档。用于对象的可配置色彩代码可使用户在图表中直接可见相应任务的范围或优先级。通过这种方式，EB高效便捷地确保数字孪生始终反映工厂的最新状态，并维持其巨大价值——即使对重建任务而言也是如此。因此，EB的附加控制功能可自动为工厂生命的每个阶段带来更优质的服务，从而也使每个阶段更加安全。 工作量总览：您还可以轻松跟踪自己任务的状态
一个产品从方案设计到原理设计，再到工艺设计，再到车间生产、调试，整个过程会涉及大量的图纸、线表等文件，生产过程的设计变更、问题返工，都会以图纸、线表更改的方式进行。传统的方式是人工手动标记更改，效率低下，且质量不高，特别是生产流程多、变更频繁的时候，十分影响生产进度，相信大部分制造企业都有过这样的烦恼，如何快速自动生成图纸更改记录和线表更改记录，显得尤为重要。 1. 图纸自动更改-图纸版本管理在EB中，激活图样的版本管理后，先创建一个原始的0版本，图纸更改后再创建一个1版本，生成两个不同的版本会自动对比差异点，然后生成PDF格式的更改记录图。无论是新增、删除还是修改，在PDF图纸中都会用不同颜色云状线标注出差异内容，让人一目了然，红色表示删除，绿色表示新增，蓝色表示修改，对比后的更改图纸可直接用于车间生产。EB升级至EB2020后，版本管理如果生成了多个版本，如3版本和6版本，两个版本之间也是可以相互对比差异。 2. 线表自动更改2.1数据版本管理对于用EB工作表配置的任意表格文件，均可用数据版本管理生成更改记录。首先在项目上激活数据版本管理，然后创建一个0版本，此版本用于后续版本的更改参照。待设计师修改图纸数据后，创建一个新的1版本，然后选择与0版本进行比较，会自动生成一个对比工作表，删除、新增、修改的内容在工作表中均用不同颜色标记，此处颜色可以通过EB自定义。同样的，无论创建了多少版本，各版本之间也可以相互对比生成更改记录。2.2 导表工具为了适应客户的各种特殊表格需求，EB还可以开发专门的导表工具助手，屏柜线表、整车线表、功能线表、司机室线表、车下线表等均可通过开发导表工具实现。该导表工具里进一步开发的线表差异对比，具有自动对比同一类型不同版本线表的差异功能。例如修改前导出一个版本线表，修改后再导出一个版本线表，则可以将这两个线表在助手差异对比里进行比对，其效果和数据版本管理生成的效果类似，颜色也可以根据客户需求在开发工具里自定义。 本文就图纸和线表自动生成更改记录，介绍了图纸版本管理、数据版本管理，以及线表差异对比，前两者为软件自带功能，后者为软件开发功能。总而言之，只要是涉及图纸和线表的企业生产，一定离不开技术变更和质量检查，这就必然会产生数据迭代。EB有着得天独厚的数字化基础，在图纸和线表更改这一方面处于行业领先的水平。EB以用户需求为向导，结合用户实际环境，实现方式灵活多样，实现过程简单自动，实现结果高效精准，为用户避免了耗时耗力的人工修改过程，极大提高了生产效率和质量。
变更管理如何更清晰、更一致、更高效世界始终在变，工程领域更是日新月异。在工厂设计过程中，难免需要变更和修正。这些有的由设计者自行发起，有的则和他人相关。一旦变更未能做到及时沟通，就可能引起信息混乱。在工厂运行过程中亦是如此，不然可能在其检修、改造和扩建的过程中酿成严重后果。中心数据：可靠更新而Engineering Base（EB）协同平台可在不需任何额外沟通的情况下，向全体相关方即时展示变更情况。这主要得益于EB跨专业、唯一的设备模型，能确保各个对象唯一而不会重复。工程设计所有核心专业均可从其专业角度对所有对象进行实时编辑，并时刻了解各个对象的当前状态。其他部门的当前进展亦人人可见，并能在当前状态的基础上进行设计。等待不复存在！状态尽在掌握EB还可提供更多的可能性，毕竟变更不仅限于当前正在设计的过程中。通常在对某个对象进行变更时，其他专业的相关人员对此设计已完成，那么相关人员如何知道该对象是否发生了变更？变更发生时由谁在什么时候负责发出通知？又由谁负责接收通知？在以文档为主导的设计工具链中，触发变更的人员必须通过不同邮件或电话，向全体受影响的相关方通知变更情况，并要求相关方描述其受到的影响。后续出现的变更也要及时进行沟通和反馈。而有了EB，一切都不再繁琐：在EB中，所有对象都可以被指定一个状态。如管线公称直径的状态为“已检查”，但流量测量产生了新的要求，则该状态将恢复为“待检查”。EB的数据跟踪功能随后会告知责任编辑对其进行检查。全面匹配职责最新版本的EB可让变更管理工作变得更加便捷。在最新版中对象通常有150个甚至更多的属性，但相关人员无需对所有属性都进行了解。EB可以针对特定用户或职能人员分配特定属性。如此一来，无论是自动化工程师、工艺工程师还是电气工程师，人人都可通过工作表过滤器获得所需的属性和状态，并查看自己的开放任务。当然，小组或部门也可以为自己分配角色。‘开始检查……’除此之外，分配功能还可用于其他方面：如果工艺工程师需要更高的压力泵，则可为负责下一个逻辑步骤的控制人员创建一个任务。只需在变更历史中说明原因即可。这样，变更信息就会被保存在对象上，自此不再需要创建word文档写明变更并进行邮件通知和存档。在任务中，对象会被定义为待检查并将其分配给个人或小组。当被指定任务的人打开“他们的”EB时，EB会直接显示待检查任务的数量。发布流程：自动高效点击发布流程后，会跳转至一个包含全部任务的工作表。该工作表可直接链接至需要编辑的对象，还可定义可自动创建任务的个性化向导。在定义条件下，可对某些数据进行自动检查。这样，在下一次EB发布中即可自动创建任务，如根据SAP规划，在EB中自动创建维护任务等。因此，EB不仅能在设计过程中保留所有变更，还可为发布流程带来优势。整个管理层可借此自动控制审查、修改和批准等复杂互动。这样做不仅能够节省时间，还提高了数据和文档的质量：直至所有内容均得到检查后，新文档修订才会发布。管理层的看板不需熟悉EB平台具体细节的情况下，项目管理人员和其他责任方也可随时使用EB，通过看板来运行状态评估，并从整体上了解工作进度。例如，在具体操作过程中，可以在P&ID中打开列表，根据要求显示换热过程的所有属性，也可以通过图表显示有多少状态“可开始审批”。由于EB的审查可深入到具体数据，而不是基于图纸的图形审查，因此修订的质量显著提高。由于看板会提前显示文档是否可开始修订，因而能节省很多不必要的“循环”。看板可单独定义并列出哪些对象可供发布，对象的状态和完成程度。当然，以上所有也适用于正在运行的工厂所出现的变更。例如，维护任务可确保不忽略任何维护，而改造项目则可确保技术团队所做的物理变更可在文档中实时反映。只有这样，数字孪生才能始终代表当前的“竣工”状态，并维持其巨大价值（即使工厂是改造和扩建）。因此，EB可在工厂生命周期的各个阶段创造更高的质量和安全性。
“工程设计系统成为采油平台”Pouria G. Bigvand博士担任Aucotec公司的产品管理主管一职。其博士论文就探讨了人工智能(AI)如何使工厂建设工程更快、更高效。Bigvand在大学期间主攻化学工程学/石油-天然气技术和化工系统工程。从数据模型变成业务模型数字化推动着全新业务模型的产生，不仅可以提高客户的忠诚度，还能不断吸引新客户——听起来相当不错！但是工厂建设者如何将其付诸实践？如何让工厂知识库充分发挥自身价值？答案：创建一个全面广泛的数字孪生系统。当然这需要满足一定的条件，比如数字孪生诞生所需的系统。工厂建设十分复杂，所需的相关知识亦如此。对于运营商而言，掌握所有元器件的相关专业知识就是一项巨大的挑战。首先，他们必须从制造商那里了解专业知识，并实时更新这些专业知识，必要时还需要对服务供应商进行培训。此外，运营商通常只有关于自家工厂的PDF文档。虽然是数字文档，但它们能提供的信息并不比纸质文档多多少。另外，这些数据大多数按照特定学科保存在不同的工具中，因此一旦服务人员需要某一资产的各类专业信息，就需要花费大量的时间去查找。不过试想一下，还有谁能比“制造者”更了解产品呢？还有哪个地方能像工厂开发所用系统那样提供最精准和最全面的数据呢？而通过一个中央数据模型将所有学科融为一体的工程设计系统就刚好是这样一个平台，制造商通过该平台甚至可以创建一个涵盖工厂所有设备相关信息的数字孪生系统：无论是工艺设计，还是电气详细设计，亦或是自控设计，这里应有尽有。这样一来，分散文件夹中的PDF文件不再是“死亡”状态，这些对象可以集中编辑处理。在21世纪，数据相当于是石油，那么工程设计平台就应当成为采油平台。通过这种方式让制造商成为全方位服务供应商。举个例子，制造商提供的产品不是压缩机，而是压缩空气。制造商自己运营工厂的一部分，其专业知识是质量和可靠性的保障。这就明显减轻了工厂总运营商的负担，未来很有可能只依赖于同一家制造商。这一点已经得到Aucotec客户的认可，这些客户使用协同平台Engineering Base (EB)来开发自己的设备和工厂。在此期间，数字孪生系统会伴随整个开发过程成长起来：从最初萌发的想法到模拟场景的创建，再对所涉及的学科领域制定规范，随后全面布线，直到最后一个接线端，最终完成控制系统的配置。因此，维护系统可依据这些可信单一数据源获取所有必要的信息，从而为维护工作做好充分准备。另外，EB还允许通过网页浏览器版应用程序处理特殊作业。这意味着，可以不断开发出新的功能。比如：管理维护工序；记录工厂内部的实际状态，并从中制定优化措施；监视特定目标群体或将维护数据反馈给工程部，以便数字孪生系统始终与工厂的当前状况保持一致。而这也正是保证这些业务模型可靠运作的最关键前提。使用基于Web服务的EB系统甚至可以让工厂的孪生系统自动更新。如果工厂中的设备支持OPC UA，那么这些设备一旦被替换过或是改装过，就会直接通过该协议发送给工程部，当然前提是运营商具有此类权限。运营商和制造商的开放程度决定了这种全方位服务方案的广度。范围越广，数据模型就越能普遍适用。本文授权翻译转载自德国Publish-industry-Verlag，11.11.2021发表文章：“VOM DATEN- ZUM GESCHÄFTSMODELL”。
电力供应商在电力转型中面临的重大议题包括去中心化、智慧电网、数字化和互通性等。它们即带来了巨大的机遇，但对于正处在划时代转型过程中的行业而言，这些也是最为严峻的挑战。它们加快了电网扩建的进程，这就对工厂设计和对应的软件系统提出了最严苛的要求。其中就包括执行工厂描述和工厂架构的最新标准，毕竟这些标准是实现数据交换、质量和效率的基础。由于这些标准无法在大多数工程设计工具中有效地映射出来，所以执行起来四处碰壁。而今，这种困境将到此为止。 多年来，Aucotec 一直通过 Ruplan 系统在德国、捷克和斯洛伐克等国诸多电力项目中参与设计创建电路手册、电路图以及电力输送和分配的各类工程文档。 图 1：这是位于瓦勒的变电站，能够产生 380 kV 的磁场。 Aucotec 推出的 Engineering Base (EB) 平台依托这些多年经验以及与客户建立的密切合作而成，它集中处理数据，因此与传统基于文件的系统相比拥有更多的可能性——定义并自动生成主要技术组件的数据模型；按标准对变电站进行自动化处理；为改建和扩建提供有效支持等等。 成果是：通过最大限度地减少中间媒介、数据传输和错误来缩短设计时间。除此之外，EB 可为某一开关设备创建一个数字化孪生，并保证其在整个生命周期内实时更新。EB 还是迄今为止唯一能够有效实施 IEC 61850、81346 或 61355 等标准的系统，并且考虑到各个细节。那它是怎么做到的呢？数据取代文件 基于文件的系统分开处理一次设计和二次设计。因此，在这之后必须通过 XLS 列表传输或手动传输相关的数据。而 EB 平台刚好相反，它集中处理数据并且以对象为导向，因此可以提早创建主要设备。EB 的工厂模型允许在绘制电路图之前就创建对象。因此不会因反复输入而出错。一旦有所改动，每一位负责二次设计的工程师都会立即看到，比如保护和测控设计。另外，这些设计的专家们可以为高压设备输入所有与 IEC 61850 有关的信息。因此，一次设计、二次设计以及继电保护设计将现场设备的 EB 数字孪生作为唯一可信数据源，从而可以随时查看和进一步编辑各自的设计状态。 关于执行标准的新标准 EB 工作流程贯穿始终，但是如果不能有效执行相关的标准，仍将无济于事。以 IEC 81346 为例，该标准规定了如何搭建工厂结构以及如何参考标记。基于文件的系统就是在映射完整的关联结构方面存在问题。而EB 平台与之相反，它为贯穿始终且透明化的对象标记树立了新的标杆——在标记中体现出位置、设备和功能信息。这些信息将自动传输给从属对象。这不仅节省了时间，还减少了错误。就连 IEC 61355，也能完整映射。其集成度高，能够在为文档命名的同时考虑到 IEC 81346 的各个要求，从而让文档树始终保持一致。这可谓是独此一家。 IEC 61850：中性 = 面向未来 电网扩建所需遵守的最重要标准之一就是国际电工委员会 (IEC)、制造商和供电公司共同制定的 IEC 61850。由于这一行业正经历一场数字化变革，智能程度和复杂程度与日俱增，这就要求撇开制造商用统一的方式描述变电站。目标：让贯穿始终的工程设计流程中的各个组件更能互联互通和重复使用。 然而，目前经常使用的还是特定制造商开发的工具，这些工具只能涵盖变电站自动化的一个系统层面，并增加了标准所要求的中性变电站配置语言 (SCL) 的实施难度。因此，工厂建造商和运营商至今为止仍“周旋于”各式各样的工具之间，在数据输入和转移方面白白浪费了大量时间。作为唯一可信数据源，EB 最大限度地减少了此类系统中断的发生。另外，SCL 平台“能说会道”，从而为Aucotec合作伙伴SCL专家的 H+S公司开发的变电站配置工具 (SCT) 提供数据。多年来，通过在 SCT 和工程设计之间双向交换高压设备的数据就能便捷创建单线图。 现在，通过与客户联合开发的深入到工厂架构中的耦合器，EB 还能识别智能电子设备 (IED)。这些设备通过图表就能与各个设备相连，之后，EB 会自动生成配置控制层所需的标准 IID 文件（实例化的 IED 描述文件），它们可无缝传输给 SCT，由其进行编辑。这样一来就节省了大量设计时间和设备更换时间，要知道，在工厂的整个生命周期中，设备更换很频繁。 不论是哪个制造商更换了哪台设备，文档都可以快速且一致地更新，就连保护和控制方案也包含在内。不再需要费时费力地搜索各个数据点，数据传输不再有冗余，也不易出错，甚至都不需要掌握 XML 或 IEC-61850 方面的专业知识。 高效典型管理 工厂建模在工作流程中必然起到举足轻重的作用。EB 平台通过以功能为导向的标准模块 (典型) 缩短了回路设计时间，从而保证优质数据。典型模块指的不是单个设备，而是包含数据表、设备、电缆、电线和逻辑在内的所有功能。在 EB 平台的高级典型管理工具中将其作为一个整体进行处理。由于备选选项可单独作为部分电路储存在数据库中，就像所有可行的变量一样，因此典型模块数量减少了大约三分之二。过去动辄数百个的“复制项目”已不复存在。另外，检查工作量和错误量也大幅减少。现在只需动动鼠标就能配置工厂。 图 2：TenneT 公司的变电站 出处：TenneT 公司 这为大型电网运营商节省了将近 75% 的时间。 简化了改建和扩建 变电站通常可以运行 50 年。它们常常需要进行大量改建和扩建。工厂文档实时更新成为一项巨大的挑战。为此，Aucotec 开发了一系列辅助系统，由于 EB 的中央数据库可作为所有相关人员的信息枢纽，因此数据可保持极高的一致性。毕竟在 EB 平台，工厂的每个设备都对应于数据模型中的一个对象。因此，一旦内容有变更，就会反映在对象的视图中，既可以是浏览器，也可以是表格或图纸。 数据品质几十年如一 所有这些不仅缩短了项目时间，还提升了数据质量。但是 EB 又向前迈进了一步。质检工具的自动化处理功能省去了耗时数周的手动校核工作，同时确保工厂文档（包含标准规范在内）不会出错。这不仅能在设计阶段提供帮助，还有助于将文档传递给运营商，并在改建之后投入使用。只需按下按钮，EB 就能提供一张通行证，让运营商一眼就看到数据质量。 同时，中性工厂数据在 IEC 61850 标准的保驾护航下，品质数十年如一。加上贯穿始终的工程设计流程，轻松就能在工厂建造商、工厂运营商和供应商之间实现数据交换，电网扩建工作简直就是“突飞猛进”。
数字化工程设计中如何确保竣工数据始终详实准确 即使赫拉克利特（Heraklit）在大约2500年前没有发表自己的哲学观点，发电厂运营商也会发表类似的见解：“没有比变化更能永久持续的了！”。毕竟发电厂在其整个生命周期内会遭遇各式各样不可避免的变化。但是有些变故还是可以避免的，比如按照工厂中实际发生的变化实时更新工厂设备数据文档，从而让这些数据文档持续发挥价值。要知道，手动操作在专业的文档工具中补录各类信息时费时费力，还经常会被遗忘。 竣工文档版本至关重要，运营商对此心知肚明。毕竟无论是维护，还是改造，亦或是运营许可，其质量和工作量都与竣工文档息息相关。这也是Aucotec AG公司开发数字为中心的工程设计平台的众多原因之一。该平台集中处理所有数据，只要有一个专业部门做了改动，其他所有学科就能立即看见，既不需要任何接口，也不需要传输数据。另一方面，一旦现场有设备发生了改动或是被更换，该系统就会直接通知这些设备对应的数字孪生，即设备的数据文档。数字化是否足够？“这需要工厂中有智能化设备，以及工程设计系统中的对应物——即数字孪生——也要有同等智慧。而后者需要达到很高的数字化程度。”Aucotec公司董事Uwe Vogt做出了以上解释。仅仅是标有设备符号的PDF文件是做不到这一点的，这一页页内容与整个工厂没有逻辑关系、也没有说明设备的连接方式、它们所属的位置以及它们所处的环境。 而Aucotec的协同平台Engineering Base (EB)正是“知道”这一点，才通过互联方式将工厂设计的所有关键学科融合在一个中央数据模型中。在该模型中，每个对象只存在一次。资源管理器、图表和列表只是同一对象的不同表现形式，上面包含了这一对象的所有相关信息，无关乎这些信息经由哪个学科编辑处理。因此，一旦对文档的某个部分进行了改动，就会立即显示在所改动设备的所有其他表现形式中。Vogt先生表示：“这创造了前所未有的完整性和平行性，还实现了编辑处理的敏捷性，同时还让所有参与方协调一致。”此外，EB具备复杂的权限分配机制，以及跨学科无缝跟踪变更及整个历史记录。 从模拟到自动化EB平台覆盖全面的业务范围，从FEED阶段（前端工程设计）到工艺和详细设计，再到自动化配置。举个例子，各种锅炉模拟结果可以轻松导入到EB平台中，并自动在该平台比对这些结果——仅此一项就节省了大量时间。接着将最终选中的场景用作平台上工艺设计基础，完全不需要像平时那样传输数据给工程设计。与此同时，仪表兼控制专家、布线专家和自动化配置人员等详细设计工程师在此基础之上于各自对应学科的环境中处理自身的任务，但仍在一个共享的数据模型中，并且始终可以实时查看其他部门的工作进度。在这里需要提一句的是，EB平台适用于所有发电厂常见标准，比如VGB的KKS或RDSPP。如此一来，工厂模型不断充盈完善，无需任何接口，无需传输数据，无需等待，也无需协商。发电厂的数字孪生不断成长，全面覆盖，并可以追本溯源。工程设计专家Vogt说道：“这种处理方式与目前实践中仍广泛使用的瀑布式原理有很大不同，后者需要一个工具链将信息‘串联’起来，不仅费时，而且容易出错，一旦出现改动，还需要大量的协调工作。”此外，在特定学科的工具中通常只记录了工厂孪生的一部分信息，因此很难保证每个工厂的竣工版本提供的是最实时的数据，而且每个特定工具的使用还需要专业知识的扶持。切实优化信息齐全并不意味着万事大吉。“数字孪生并不是目的本身，它必须发挥作用才行。”Vogt强调并补充说道，“因此，要想实现最佳数字化，就需要经常分析当前流程、工具和数据库，不断挖掘优化潜力并制定出实施方案。对此，我们还建议挑选一些对软件最为关键的流程步骤进行方案验证。这样才能让客户基于公司自有的数据作出最切实可行的优化决策。” 为了能够充分利用这种数字孪生带来的好处，在EB平台，运营商不仅可以集中以及跨学科处理各个车间的计划表、图表或工单，还能随时编辑各个对象本身的数据。大到锅炉，小到每个传感器和控制系统感测系统的每个接线端子，甚至还能通过独立于客户端的网络服务进行编辑。而这正是PDF文件和Excel表格无法做到的，它们只能提供信息，却不能将这些信息及其相互关系变得“触手可及”。这也是工业4.0时代需要避开的糟糕情形。在Uwe Vogt看来，原因如下：“如果说数据是21世纪的石油，那么就必须充分开采石油。数据在文件中吃灰不能增值！”正是基于这样一种考量，Aucotec的大多数客户选择了EB平台。近期选中EB平台的公司比如有福伊特（Voith）集团，该集团还将该平台用于水力发电领域。此外还有德国化工园区运营商Infraserv Höchst公司，它是第一批希望将发电厂文档数据录入到EB平台的公司之一。 数字增值由于EB平台可以便捷、全面且一致地规划设计发电厂，因此它可用于新建项目。至少在欧洲，该平台几乎可用于所有可再生能源发电工厂。而传统发电厂与之相反，正面临大量改造项目，比如进行现代化改造和减排改造，因此运维常常都在变化。为了让众多建于20世纪的工厂也能享受到这种21世纪“石油”带来的便利，Aucotec同样提供了多种增值服务。首先是录入历史数据：通过一个标准导入接口 (EBML) 自动将不同系统的数据录入到EB中。期间，该平台在工厂模型中以跨学科的方式汇总这些信息，对其进行数字化增值处理，并发现和指出其中的错误或不一致。Aucotec公司的这位董事又说道：“大部分已经过时且特定于某个学科的文档摘录就好比是实际工厂的年长小姐姐，而EB平台通过这种拼图方式将这些碎块有机拼成一副全面且高度数字化映像，因此被叫做‘数字孪生’也算是实至名归。”毕竟EB平台不仅映射出工厂的外部竣工状态，还让内部的连接关系和逻辑关系变得清晰明了。 移动端更新 “年长小姐姐”这张图像也清楚地告诉我们实时更新这个孪生至关重要，否则竣工版本只是一张快照而已。在Uwe Vogt看来，“过时数据并不能为运营商作出任何贡献。”。这里就涉及到下一个全新增值服务——维护支持。使用“EB Mobile View”，服务人员可轻松将其任务所需的部分竣工文档传输到基于浏览器的应用程序中，并可现场在移动设备上进行调用。这些项目数据随时可通过网络服务获取。如需维修或更换一个部件，在应用程序的搜索框中输入该部件就能立即找到它。凭借数字双胞胎的完整逻辑系统，工作人员可轻松在移动设备的屏幕上导航浏览，获取所需的对应信息，并且不需要工作人员掌握系统专业知识和工程设计专家知识。 随后，系统就会直接在下载的文档中用红线标注所作的改动。只需点击一下，EB Mobile View就会将所有服务信息打包成一个文件包，传输给工程设计部。由于每个标注红线的页面都与其EB平台中的原件相链接，因此，工程设计专家们无需花时间去一个个搜索，就能最终将这些信息录入到文档中。最终完成的新修订版本与移动客户端上的查看应用程序“View”同步，因此，每次需要维护的时候，都能依据最新的文档内容。 OPC UA：工厂本身Uwe Vogt报告道：“第三个增值服务还更进一步。”该平台还为工厂及其数字孪生之间构建了直接沟通的桥梁，无需人为介入。EB数据模型与OPC UA“心意相通”。也就是说，只要有一台支持OPC UA协议的设备发生了变化或被更换，EB平台就会自动显示一条变更提示。为此需要满足的前提是工厂的OPC UA服务器与EB云端相连。该系统在可定义的周期内定期接收这些设备的信息。当工程设计专业人员录入这些变更信息之后，EB平台通常会在包含所改动设备的文档中显示这些信息。这样一来，每个学科都能立即知晓是否会产生联动效应，以及会产生哪些联动效应。早在2019年国际过程工业自动化用户协会 (Namur) 的主要会议上，Aucotec公司就与菲尼克斯电气联手通过一个用户案例中展示了实际运作方式。在此次会议上，观众看到设备更换操作立即反映在整个工厂文档中。使用菲尼克斯电气的“Hart IP网关”之后，即使是之前不支持OPC UA协议的现场设备，现在也能使用该协议。因此，不再需要更换那些只缺少一个OPC UA接口的正常运作设备，或者说省去了安装远程I/O端口的昂贵费用。工程设计系统必须要能联网。而EB平台拥有集成网络通信服务器的多层架构，因此无论工作人员身在何地，都能全天候在线访问所有需要的信息。可预测性：数据驱动型服务正在加速发展Aucotec公司的这位董事强调道：“由于该平台集中处理数据，而非基于文件，因此它不是更新某个某件，而是更新数字双胞胎的整个数据模型。”这一原理正变得愈加重要，比如预计在未来几年内，数据驱动型服务模型的比例将会成倍增加。预测性维护 (PdM) 就是这样一种模型。作为工程设计的可信单一数据源，EB平台通过自动向PdM“馈送”工程设计数据来辅佐这一模型——这一点多年来已经在大型压缩机制造商中得到实践证明。即使是最智能的系统，也需要这些数据，只有这样才能在之后正确解析测量到的运行实时数据。在这之前，通常需要花费精力去填写各种表格以及插接不同的接口。一个控制系统大约需要解析五万多个信号，不仅费时，而且“手动工作”还很可能导致出错。唯有借助EB平台的中央数据模型，才能将抽象的对象用测量类型等形式表现出来。在传统系统中，此类信息根本无法映射，甚至不会出现在电路图或管道和仪表图中。“EB是工厂所有技术数据的源泉，无论是细化程度，还是可扩展性，都堪称独一无二。光是这些优点就节省了大量时间和金钱，而且该平台还为规划者和运营商铺平了道路，未来的数字化程度绝对会超出我们的想象。”这是Uwe Vogt得出的结论，他坚信赫拉克利特的哲学观点在未来仍将有一席之地，正如变化永不止息一样。
人们可以整合财务、职位、企业，就连婚姻都不在话下，那么工程设计呢？当然也可以！整合指的是将多个部分组成一个整体，或者简而言之：统一、加强、提供保障。通过将工厂建造中的各个规划学科和规划工具汇总在一起来整合工程设计，取得的成果：一个数据源、一个编辑系统、接口大幅减少、无需等侯，也不会出现任何传输错误。特别是对于工程总承包 (EPC) 而言，他们每天都必须与大量工具和供应商打交道，因此深知数据统一是多么的重要。从一开始，工程总承包就需要处理各种来源截然不同的信息：各种描述性内容的文本，例如所需达到的标准或所需遵守的法律、生产能力规定、文档要求等等。接着，他们必须将 Excel 文件、PDF、DOCx 以文件形式归入文件夹、数据管理系统等等——这些文件的质量和详细内容常常会因为订单委托方的不同而千差万别。在这种情况下，文件中包含的信息只是存档而已，通常不能汇总在一起，更不要说对其进行进一步处理了。整合输入数据的多元性无法改变，但是我们可以让数据变得可用。毕竟无论是标签列表、环境压力的相关规定、已命名的设备，还是模板、标准和功能结构——所有这些各不相同的信息都可以在Aucotec 的协同平台 Engineering Base (EB) 上被创建为对象，甚至不需要专门为其创建一个文档。因此，工程师们可以从一开始就构建所需的工厂架构。他们通过这种方式整合各式各样的输入，并且不再需要查阅原始的文档。作为编辑系统，EB 本身几乎就能自行整合所有输入。由于该平台是所有相关人员的可信唯一数据源（以下简称 SSoT）——从最初的构思到详细设计、包含仪表安装和布线在内的工程设计详细内容，再到实现管理系统模块自动化改造和配置的功能计划——因此可谓是无所不能。只要架构是按照规定创建的，那么之后不管进行何种输入，该平台都会自动处理。举个例子，如果 PFD 和 P&ID 是在不同的工具中创建的，那么即使这些工具源自同一厂商，它们也不会使用同一批数据。而这正是 EB 所能避免的情况。完全不需要操作员主动去整合工程设计的各个学科。PFD 专家创建的所有内容对于 P&ID 专业人士等而言既是基础信息，也是可以调用的资讯。这样一来，不费吹灰之力就能实现一致性，这对于工程总承包而言是不可多得的一项优势。EB 作为唯一数据源（ SSoT），不再需要校正和传输数据，因此也避免了错误的发生。 在一个中央数据模型中统一工程设计学科还只是 Aucotec 公司整合原则的一部分。毕竟仍有许多互补系统的数据与工程设计息息相关，比如：ERP、流程模拟工具、3D 或管理系统。无缝衔接至工程设计在大多数情况下，流程模拟属于工程总承包的工作。流程模拟软件众多，其中一些是市面上流通的工具，大部分都是订单委托方自行开发的。对于大型工厂，还有一个事实不容忽视：各个方案需要逐个模块模拟出来，以便找到一个比较合理的方案，然后才能在此基础上提供一套完整的全流程物料及热量平衡数据。由于方案多变，因此对应的工艺参数、工况也各式各样。为了能比较这些方案，专家们通常会在旁边附上 XLS 表格，接着对其进行审阅。由于无法直接将模拟结果传输给设计软件，因此必须在审阅后将最终敲定的方案传输给工艺专业进行工艺系统设计该系统再将用于进一步计算的数据通过接口输出给不同的计算工具。 作为所有相关人员的唯一可信数据源，EB 平台几乎可自行整合这些人员的输入内容。 而 EB 省去了这类传输和审阅工作。模拟计算结果可自动导入到 EB 中，并可以整合成连贯一致的 物流信息。另外，EB能自动对比导入的方案。一旦有出入，就会立即显示，操作人员无需劳心劳力地在各张 Excel 表格之间来回切换，也不用担心漏掉某些内容。其他加分项：最终选择的这个方案早已保存在 EB 平台中，这就为“工作无缝衔接”打下了基础，工程设计专家们既可以马上进一步处理，也可以将其转发给计算工具。一旦有参数发生变化，该平台就会迅速对比全新的方案，并重新对其进行计算。就连已经着手制定对象规范的专家们，也能立即看到变更内容。所有集成和对比操作都在 EB 的数据模型中进行，该模型汇总了所有工厂设计所有方面，包括来自 3D、ERP 和自动化的工程设计相关信息。在 EB 平台的唯一可信数据源中，编辑人员按照指定的架构不断完善模型，直到构建出一个全面的、连贯一致的数字孪生体——这不仅可以用作待建造工厂的原始模型，还能轻松实时更新该工厂已完成的物理镜像。 EB 中的这个通用模型整合了工厂工程所有关键学科的数据，并能与互补系统进行通信 EB 还将其中性数据转发给其他系统，比如管理系统 中性数据中心无论有多少个模拟工具、模拟阶段和模拟方案，无论计算了多少次、用了哪些 3D 工具、EPR 或管理系统，EB 平台凭借自身所用的通信标准 EBML，可以兼容任何工具/系统/场景。在整合不同的外部数据时，该平台比如还会用一个中性名称汇总同一个对象的不同术语，或是将工具中的不同测量单位转换为通俗易懂的单位。用户无需知晓各种系统是如何“理解”这些内容的，也无需操心任何事，EB 确保了数据的连贯一致性。除了需要使用种类繁多的补充工具之外，工程总承包还得与各式各样的供应商打交道。他们还必须集成和整合供应商的数据。在这之前，供应商需要详细的设计资料，才能计算报价。若工程总承包需要向不同的制造商发送一份询价咨询邮件，他可以将 EB 中央模型中的所有相关信息导出到一张智能数据表中。从各种特定学科的工具中搜索和整理这些数据已成为过去。现在，供应商只需将这张表格尽量填写完整即可。由于数据表具备自动修订功能，一有变更，就会立即发现。使用文件管理系统最多就是将报价保存为文档，而在 EB 平台，这些数据会自动加载，并可直接用于进一步处理。 除此之外，EB 还将其中性数据输出给其他系统，比如输出硬件信息给DCS系统进行硬件配置或输出用于计算的数据。该平台还可以输出信号分配列表或向预测性维护系统提供信息，使其能够正确解析正在运行中的工厂所发出来的信号并做出预测。 整合涉及到方方面面，但殊途同归：通过众多协同作用充分挖掘数据一致性和省时潜力。
开拓者如何“实践”工程设计？工程设计又如何助力开拓者？上面这句话出自Franz Kafka的作品，与工程设计没什么关系，却非常贴切：从十九世纪北美殖民者留下的足迹（现已成为交通便捷的公路）到哥伦布、利林塔尔或福特等著名开拓者（他们的早期探索为我们开启了机遇的大门），再到最先进的工程设计之路，这都是先行者一步一个脚印走出来的。勇于变革那些善于思考、勇于改变而且敢于探索未知领域的人们已经而且还将继续为数字化的发展而奋斗。他们是真正的实践者。自公司成立之初，AUCOTEC为数字化的发展作出了巨大贡献。自投放市场以来，Engineering Base（EB）协同平台已经为各行各业大量先行者提供了强有力的支持，甚至直接将其中一些企业变成了行业开拓者，这些例子在我们以往发布中均有记载。所有这些先驱都希望改变各自的设计流程，而且全都基于数字化。他们已经意识到，只有离开纯演示文稿或文件层面，才能显著改善流程；工厂的完整数据模型应为可编辑模型，并且作为“数字孪生” (Digital Twin)，准确反映工厂的未来、规划和现状。 通往数字化未来的道路现在已经逐步成熟，因为拥有EB平台的AUCOTEC不仅是先驱们的“推动者”，而其产品本身也充满了开拓性工作：其数据库为驱动的构架，天然赋予了设计对象独特而各专业一致的通用数据模型，打造了从规划、设计、施工、生产到维护等贯穿工厂全生命周期的数字孪生，呈现出与传统设计工具截然不同的方法：只有唯一数据源（Single Source of Truth）才能真正实现不同专业之间的实时协同，使设计效率达到极致，企业内部流程融会贯通。 因此，EB的纯数据驱动原理（Data Driven)早在数字化和工业4.0概念出现之前，就已经是潮流引领者。功能导向数字化先行者的另一个典型特征是：他们很早就意识到，纯粹的结构映射及外部设备映射无法完全代表数字孪生，而“内在价值”以及相应的数据此时显得尤为重要。对设备或工厂功能的需求具体反映了它们的任务，引导先驱者纷纷向EB靠拢。作为所有工厂与设备信息的唯一数据源（Single Source of Truth)，EB的数据模型高效支撑起面向功能的模块化设计。 无论是涉及变电站全套变压器单元，量产汽车中的用户个性化功能需求，配备传感器、电缆、转换器和控制柜输入的加工厂内部单个标签等，还是具有完整冷却回路并配备全套装置、线路和电缆的“冷却”功能，EB都可以用于显示任意数量装置和连接部件之间的功能关联。任何尺寸的模块都视为功能单元，加上便于操作的变量处理，只需按下按钮，便可虚拟配置工厂或设备。久经成熟就目前发展趋势来看，越来越复杂的模块将用作预先配置的标准。模块越复杂，其质量就越高，重复使用的效率也就越高。 但与此同时，系统必须具有更高的灵活性。得益于早期先行者的大量实践，希望显著提升招投标速度，并利用自由分层结构化的模块实现工程设计的组织和个人，现在都选择使用技术成熟的EB平台。它早已从培育期走出，为用户的长足发展贡献着数字化源动力。先行者实际上，AUCOTEC不仅基于以数据驱动的EB进行了开创性的工作，也是最早在计算机上运行系统的CAD开发公司之一，也是第一家转用Windows的CAD开发公司，还是第一家融合图形和表格编辑功能的CAE工具的提供商。EB就是在这些历史经验的基础上开发而成，随后经受了各行业客户反复的考验、验证与推广。 如果不适合用户流程，再强大的软件也都毫无用处。因此，AUCOTEC始终非常注重与客户的密切合作。独立思考、引领潮流、敢于尝新的先驱者总是会受到青睐。就像哥伦布史无前例的环球航行一样，你有时可能无法找到自己想要的东西，但无论如何，你都会开辟出一条全新的路径 - 即使那并不是全新的领域。 面向未来的EB帮你抢占市场先机。从单枪匹马局部作战的战士到业务遍及全球的公司，从产品供应商到解决方案提供商，从工厂工程师到全方位服务公司 - EB基于其数字化源动力，帮助您提升市场地位。通往未来的道路就在你眼前。做先行者，走一条路出来！
