数据而非文件促进氢能工厂设备设计

通过以数据为中心的模块化，在更短的时间生产更多装备

在迈向脱碳经济的道路上，“绿色”氢既是能源也是希望。然而，目前对于氢气电解槽和氢气制备装置的需求，远远超过了工程和生产能力。德国软件公司Aucotec的全球战略主管Reinhard Knapp表示，通过数据为中心来实现更高效的模块化工程流程，可以显著缩小供需差距。

无论是作为客运和货运燃料，还是作为工业设施中的能源载体，亦或是用于可再生能源的低损耗储存和安全运输，氢能可以解决与碳减排相关的诸多问题。除其他外，这种气体是在电的帮助下通过电解从水中产生的。如果电力是碳中性产生，它被称为“绿色”氢。

Reinhard Knapp © AUCOTEC

症结何在？

理想是丰满的，但在实践中，我们缺乏全国性的氢气网络、移动燃料电池和能够使用氢气的工厂，最重要的是缺乏足够的绿色氢。按Knapp的说法，这是因为“市场上的电解能力远远不足以满足需求”。面对这样的现状，Aucotec为自己定下了使命，使电解厂制造商能够更快地提高产能。

提高工程效率，实现更高发电能力

除了改进电解技术，优化相关工厂设备的工程设计过程也能为此做出重要贡献。而且眼下这项工作迫在眉睫。Knapp称：“相关各方正在与我们接洽，希望尽快使产能倍增，为更多的电解槽提供更多的电力。”Knapp和Aucotec一致认为，以数据为中心的协同平台—— Engineering Base（EB）是解决这一挑战的关键。这位全球战略主管表示：“其面向对象的数据模型是提高工厂设备效率和敏捷性的基础，也是一种特别明确的模块化工程方式。”

在工厂设备开发方面，许多市场参与者仍然为缺乏工具和数据模型所困扰，一些模型还需要手动完成中间步骤。这些新的设备制造商可能精通氢气技术，但在工程方面，他们正在进入未知领域。另一方面，许多有经验的机器和设备制造商出于习惯，仍在使用以文件为中心的工具，可这些工具通常是几十年前设计的，根本无法满足当前需求。面对转型所需的大量工作，这些制造商纷纷望而却步。Knapp认为，利用更先进的工程技术，这些制造商完全可以在氢能市场的扩张中发挥更大的作用。即使是那些必须改造其现有设备以使用氢能的运营商，也会因此受益。

安全、同步、敏捷的跨学科工作

Aucotec认为，现代工程是以中心数据模型为基础的。从第一个设备概念到调试，所有涉及的学科都在协同工作。所有的更改和添加操作，无论在何处进行，对于参与规划对象的各方而言，都应当具有可见性和可追溯性。因此，EB中设备、功能及其完整的关系网络上能确保模型一致型，为高效、敏捷的团队工作提供了坚实基础。“之所以能做到这些，是因为我们消除了容易出错的数据传输、重复输入以及复杂的协调程序。”Knapp强调说。可靠的数据质量除了使用户受益，对项目经理同样大有帮助：即使缺少扎实的系统知识，也能随时检索项目的当前状态。

通过倍增来扩大规模

总体的数据中心性对于模块化工程也带来了巨大的好处——这对于电解厂的规划者非常重要。他们倾向于按照产品来组织项目，并希望拥有可一键整合的高度标准化模块。毕竟，他们不能像化工厂那样简单地设计一个更大的反应器来提高产量，所以转而通过倍增模块来扩大工厂和产出。

从数月缩短到数周

EB已在汽车行业以及输配电领域深耕了数十年之久，从中学到了很多关于模块化的知识。除此之外，我们还推出了一款适合工艺技术的方案，许多大型EPC和运营商都在使用。其中就包括知名电解专家——托普索（Topsoe）。这家丹麦公司表示，得益于EB的以数据为中心的一致性，现在一些工作只需要6周就能完成。

只需简单点击就能创建一个网络？

谈到模块化工作，有两个方面是最基本的：一是各模块的创建及其可用性。二是将模块组装和联网，使之形成一个设备单元。在过去，当重用模块文档时，必须从各种特定于学科的工具中收集、复制和编辑大量论文，充其量是PDF。由于必须手动进行更改，单是部件的标记就十分繁琐，而且极易出错。EB的库包含了经测试模块的完整数字数据模型，包括所有电气、工艺和自动化数据信息，而不是来自各种工具的项目相关文件。与此同时，具有其他方案的可选项也被储存起来，用户可以通过典型管理（Typical Manager）对其进行快速配置和应用。

Knapp说：“一旦在EB中设计出模块，90%的工作就完成了，将它们组装成所需的工厂设备几乎成了孩子们的游戏。”。只需选择模块，将项目放在一起——设备的名称自行调整——并进行更高级别的连接。模块及其连接无缝地融入了整体设备中。所有东西都在一个系统中，甚至控制系统配置。这方面的主要文档可自动生成。

运用最新数字孪生，加速氢气适配

对于将氢能作为能源载体的设备客户，模块化设计提供的帮助较为有限。然而，运营商当前正面临广泛的产业转型，迫切需要一款可靠的竣工文件系统，最好还配备可直接编辑的跨学科工设备模型，即数字孪生。EB可以直接在系统中开发，也可以通过迁移旧数据来实现这一点，通过接口对现有信息进行数字处理和升级。此外，该系统使数字孪生更容易通过其维护应用程序保持最新状态。毕竟，它的价值取决于数据的可靠性和最新性。常规计划经常会在学科专属领域，以红色条目的形式进行更改，但实际收效甚微。最好的方法是使用数据模型，持续“紧跟形势”。Knapp表示：“通过这种方式，即使在紧急情况下，也能立即获得可靠的信息。

将时间花在真正重要的事项上

凭借EB，无论是氢工厂，还是能源载体用户，都将获得更多的时间来完成以数据为中心的工程任务：在更短的时间内建造更多、更好的电解工厂；或者更快地建造更多适配氢能的工厂设备，以使用绿色氢运行，我们的环境也将因此受益匪浅！