随着能源和原材料价格的快速上涨以及与危机相关的供应瓶颈日益严重,企业比以往任何时候都更加依赖于资源的高效利用。此外,生产过程的数字化控制有助于长期减少生产错误,并为学习型钢铁厂铺平道路。根据德国联邦经济事务和气候行动部的数据,机械工程和工厂建设领域的公司估计,数字化可节省高达 25% 的成本。
工厂、流程和机器的互联互通带来了决定性的竞争优势,是实现全面互联的工业 4.0 的跳板。用于预测工厂状况分析、产品质量、生产规划和能源管理的创新解决方案和最先进的开发方法已经在帮助企业节省资金、提高盈利能力和节约资源。
工业生产专用网络
制造业全面数字化的障碍之一是许多地区缺乏宽带。该行业需要一个可扩展、功能强大且稳健的网络,以满足该行业在延迟、可靠性、可用性、能效和安全性方面的特定需求,而这正是工业 5G 所承诺的,第五代移动技术可提供高数据速率和安全可用性(包括关键应用)、极高的可靠性和准确性以及实时连接,同时为人员和机器提供高能效和更高的安全性,这样,即使是复杂的工业流程也能完全映射和优化。
同时,5G 也是德国企业自 2019 年起可以申请许可证的第一个网络,并籍此可以运营自己的工业 5G 网络。德国联邦政府预留了 100 MHz 带宽(从 3.7 GHz 到 3.8 GHz)供本地使用。公共 5G 网络由移动电信运营商提供,这些运营商在区域内提供 5G 服务,而私有的工业 5G 网络则不同,它由工业企业等用户自己运营,可以根据用户的个性化需求进行设计和配置,类似于目前最常用的 WiFi。
这将带来创建局域网的可能性,即校园网,既可单独使用,也可与公共移动网络结合使用。在这种受保护且特别安全的网络内,所有无线设备都能连接到无线网络,从而形成一个综合数字化基础设施。在由不同无线技术(如 WiFi、蓝牙 Mesh 或 LTE)组成的混合网络与有线网络结合使用的环境中,这种工业 5G 网络可以满足所有需求。
5G 通往学习型钢铁厂之路
目前,5G 是唯一能够覆盖全数字化生产所需服务范围并连接多个地点的技术。这样,无论生产流程多么复杂,都可以完全远程实时控制。利用 5G 技术,可以为难以进入的区域或移动站提供额外信息,并对信息进行记录和评估,在此基础上优化生产流程。到目前为止还不可行的系统扩展、改造和技术都可以通过 5G 实现。
西马克在希尔兴巴赫园区实施试点项目
“为了体验工业 5G 带来的诸多优势,我们启动了自己的试点项目。这使我们能够实时开发、测试和优化数字应用,”西马克数字化技术与合作 CoC 资产优化主管 Jens Petri 说。"通过在德国实施这一史无前例的网络项目,我们将成为该领域的行业先锋。
已建立的数字化基础设施是一个高度稳定的网络,有助于收集与预测过程相关的实际数据和发现问题,并借助机器学习对其进行智能评估和管理。基于此,数字化解决方案的使用在高周期率的实际生产条件下进行了深入测试。基于这些经验,西马克将能够在未来在客户的工厂中建立工业 5G 网络(由合作伙伴网络提供支持),确保边缘设备和云之间可靠、实时的数据交换。这里要特别强调的是接口问题。由于采用了无线智能传感器解决方案,非数字化机器的生产数据也可以被检索并纳入综合评估,而制造商无需披露其商业机密。
5G 可实现无时间延迟的快速预测,有助于调整生产流程,这意味着可以尽可能避免停机和产品报废。这不仅会对产品质量产生积极影响,还能通过有针对性地利用信息和资源,帮助企业提高生产流程的可持续性,从而显著减少碳足迹,促进绿色钢铁生产。
与此同时,数字化解决方案还被集成到亚琛工业大学互联工业中心(CCI)的示范工厂中。这样就可以在不同的环境中进行测试,从而为开发和优化提供更多的启示。
与有能力的合作伙伴合作,并坚定地致力于全欧洲的研究项目
为了不仅向客户提供自己的专业技术,而且在研发和技术解决方案方面提供最佳支持,西马克数字化在建立 5G 网络时与有能力的合作伙伴密切合作,这些合作伙伴积极帮助推进公司的愿景。移动网络运营商爱立信被选为 5G 网络的技术合作伙伴;他们将在西马克集团的希尔兴巴赫基地提供 5G 网络结构和技术。
在 5G 基础设施方面,西门子负责提供功能强大的路由器和必要的技术支持。西马克还与弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer Institut)、尤利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)、科隆 技术中心(TH Köln)和5G.NRW 能力中心(Competence Center 5G.NRW)开展合作。已经积极参与试点项目或希望与西马克集团合作在早期阶段建立自己的工业 5G 网络的客户包括与 Primobius 合作的梅赛德斯-奔驰集团、美国钢铁生产商 大河钢铁 以及西马克集团旗下 Amova 公司的 BOXBAY 高架仓库。
向自主运行迈进一大步
工业 5G 网络正在彻底改变对复杂生产流程的监控。即使在无人生产的情况下,5G 也能实现快速干预,从而从根本上减少停机时间和产品废品率。这不仅会对产品质量产生积极影响,还能通过减少资源消耗,帮助企业提高生产流程的可持续性。因此,工业 5G 正在成为绿色、无碳排放钢铁生产道路上的推动力。
Jens Petri 强调说:"5G 可以解决钢铁行业面临的诸多挑战。"在改造项目中,该技术通过将数据转化为成果、并确保更高的安全性和可持续性,为财务投资提供了显著的节省和优化潜力。这意味着我们和我们的客户已经为未来做好了理想的准备"。
通过建立专用 5G 网络并为客户提供集成无线基础设施,西马克向自主生产又迈出了决定性的一步。毕竟,只有实现实时完全连接并全面协调所有流程,才能确保取得持久成果。
联系方式 Jens Petri,西马克数字化部