2021年金屬分析展望：通過網(wǎng)絡(luò)連接優(yōu)化生產(chǎn)

   日期：2021-01-07

福禍總是相依。盡管2020年因新冠疫情而出現(xiàn)超級混亂的局勢，行業(yè)不得不應(yīng)對需求的突然變化、供應(yīng)問題和運營能力的限制，但這確實加速許多公司的變革。尤其是當涉及包括網(wǎng)絡(luò)連接性、大數(shù)據(jù)、智能工廠和可持續(xù)性在內(nèi)的工業(yè)4.0趨勢時亦如此。

借助部署在各公司的新技術(shù)，IIoT（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)）能日益收集更多信息，包括來自制造設(shè)備的信息。

如今，許多分析儀自行在儀器上收集數(shù)據(jù)。例如，我們的日立手持式分析儀能夠?qū)y量結(jié)果存儲在儀器里，更多的日立型號還支持網(wǎng)絡(luò)連接功能，這是實現(xiàn)遠程實時決策的真正改變游戲規(guī)則的工具。我們預(yù)測這將是2021年的一個關(guān)鍵主題。

我們所說的網(wǎng)絡(luò)連接性是什么意思？

我們的愿景是分析儀器將具備WIFI、以太網(wǎng)、USB或未來的4G/5G功能，具體取決于工業(yè)環(huán)境。下一步將是使分析儀能夠共享和集成操作技術(shù)（OT）數(shù)據(jù)。但是如今，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)連接均是圍繞數(shù)據(jù)共享和自動化進行。

在將來，網(wǎng)絡(luò)連接性還意味著分析儀可集成至過程控制系統(tǒng)中，并與其他機器和資源進行通信。目標是加快流程、優(yōu)化性能、減少浪費并確保產(chǎn)品質(zhì)量。

利用技術(shù)使制造業(yè)更環(huán)保

工業(yè)4.0已在可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)現(xiàn)一個采取積極行動的機會，即利用技術(shù)使過程更加高效和環(huán)保。

例如，鑄造廠多年來一直是原材料的回收商，以借此倡導(dǎo)綠色運動。然而，許多鑄造廠也在尋找有助于減少材料浪費的綠色技術(shù)。每個工藝步驟均應(yīng)有合適的解決方案：進料檢驗、熔化車間、中心實驗室和出貨檢驗。聯(lián)網(wǎng)的分析儀器可將數(shù)據(jù)傳送至一個中心點，在該中心點能輕易發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，并在隨后糾正質(zhì)量問題，以減少浪費和節(jié)約成本。

同樣的概念可被用于制造行業(yè)的供應(yīng)鏈下游，但同樣適用于原始設(shè)備制造商層面。確保每個流程步驟均有一個集中的解決方案，使數(shù)據(jù)收集能夠有助于減少浪費和實現(xiàn)更環(huán)保的制造。

大數(shù)據(jù)就是力量

在金屬行業(yè)中，信息支配一切的一個原因是，數(shù)據(jù)能夠使制造質(zhì)量保證和控制過程更簡單、更快速。然而，盡管可用的數(shù)據(jù)量巨大，但問題是制造商如何將此等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有價值的事物（即識別模式和預(yù)測運行狀況），以作出明智的決策。

即使每天進行數(shù)千次測量，分析儀的數(shù)據(jù)也可通過多種方式幫助制造商優(yōu)化生產(chǎn)，包括：

• 通過在過程的盡早階段識別缺陷以提高產(chǎn)品質(zhì)量。

• 通過機器故障預(yù)測和診斷實現(xiàn)及時的預(yù)防性工作、減少停機時間，以及降低對業(yè)務(wù)造成嚴重損害的突發(fā)故障風(fēng)險。

• 通過使用大數(shù)據(jù)進行預(yù)測分析以降低成本，從而縮短質(zhì)量保證過程。

目標：智能工廠

雖然2021年將會看到越來越多的聯(lián)網(wǎng)分析操作，但在工業(yè)4.0范圍的高級終端，智能工廠將提供優(yōu)化生產(chǎn)流程。雖然網(wǎng)絡(luò)連接性本身在制造過程中并不新鮮，但當涉及元素分析儀并將其集成至智能工廠中時，這便是未來趨勢。

我們可能還需要幾年時間才能實現(xiàn)完全集成、聯(lián)網(wǎng)且靈活的分析儀，此類分析儀能為智能工廠傳送持續(xù)的數(shù)據(jù)流；并根據(jù)生產(chǎn)過程的需求進行學(xué)習(xí)和調(diào)整。但延伸至今的新現(xiàn)實情況可能如下：

進料檢驗

金屬工業(yè)的利潤率已經(jīng)很低，在新冠疫情爆發(fā)后，極大限度地減少生產(chǎn)廢料和返工是輕而易舉的事。合適的材料、合適的地點對于降低低質(zhì)量的成本仍然非常重要。這是網(wǎng)絡(luò)連接性能夠并且將會發(fā)揮關(guān)鍵作用的方面。例如，如果在原材料的熔煉過程中發(fā)現(xiàn)問題，可將此信息傳遞給進料檢驗小組，然后由檢驗小組采取糾正措施。好消息是，采用合適的解決方案即可實施此流程。

將來甚至可通過將網(wǎng)絡(luò)連接性擴展至供應(yīng)鏈以進一步擴大其用途——合并來自供應(yīng)鏈的數(shù)據(jù)（如果供應(yīng)鏈的相關(guān)方也使用分析儀），例如在產(chǎn)品到達生產(chǎn)現(xiàn)場之前，可使用分析儀確認牌號識別信息，使進料檢驗過程更快。此種實時數(shù)據(jù)共享將實現(xiàn)更好的協(xié)作。

工廠車間

我們已經(jīng)了解，金屬分析的自動化可為嚴格的QC計劃以及利用自動化樣品分析在一次測量運行中測量多批樣品的金屬加工廠提供支持。也需要進行生產(chǎn)中的分析集成，從而將更大型的儀器直接安裝至調(diào)節(jié)線中，用于實時分析。

將來我們可能會看到現(xiàn)有的生產(chǎn)線通過添加內(nèi)聯(lián)傳感器的方式進行升級，此類傳感器充當產(chǎn)品從原材料到成品組件的控制點。此種自動化檢查的集成對在浪費任何時間或材料之前捕獲潛在問題大有幫助。例如，分析儀器可將信息推送至生產(chǎn)設(shè)備，以啟動特定任務(wù)，如運行分析或移除測試樣品，并在發(fā)現(xiàn)異常結(jié)果時做好標記且停止生產(chǎn)。此種實時響應(yīng)能減少廢料和返工，并幫助生產(chǎn)部門對所有問題做出快速反應(yīng)——這在預(yù)算緊張時至關(guān)重要。

內(nèi)聯(lián)傳感器將降低成本的另一方面是增加資產(chǎn)正常運行時間。其可避免由于意外的機器故障而導(dǎo)致的突然停機，且可延長預(yù)定的維護間隔，以抵抗設(shè)備的實際磨損，從而減少昂貴的停機時間。

將您的分析儀納入智能工廠生態(tài)系統(tǒng)，持續(xù)的實時指標和工具將支持快速、一致的決策流程，從而提高生產(chǎn)流程的效率。

ExTOPE Connect

日立的許多儀器均配備ExTOPE Connect（云數(shù)據(jù)管理解決方案）。ExTOPE Connect可為用戶的整個分析儀群的所有數(shù)據(jù)（甚至跨多個位置）建立一個中心位置，實時更新數(shù)據(jù)并易于訪問數(shù)據(jù)，從而大幅提高運營效率并降低風(fēng)險。

包括化學(xué)性質(zhì)、圖像、光譜和測量位置（若適用）在內(nèi)的結(jié)果將在拍攝時自動上傳，或者在與云建立網(wǎng)絡(luò)連接后立即上傳。ExTOPE Connect允許用戶直接從云端創(chuàng)建報告，然后通過電子郵件將報告共享給所有利益相關(guān)方。無限制的數(shù)據(jù)存儲和自動備份也意味著可長久性訪問分析儀的歷史數(shù)據(jù)。當手持儀器與手機應(yīng)用程序連接時，還可將照片附加至測量結(jié)果中（包括使用短信、電子郵件或WhatsApp共享結(jié)果）。

日立助力用戶打造自己的金屬解決方案工具箱

日立一直在設(shè)計工業(yè)分析儀，不但是為了應(yīng)對如今的挑戰(zhàn)，也是為了應(yīng)對未來的挑戰(zhàn)。隨著我們進入后疫情時期的世界，日立的儀器將繼續(xù)幫助各公司適應(yīng)工業(yè)4.0的需求。

通過日立的手持式XRF、LIBS和OES光譜儀金屬解決方案工具箱，日立能夠為用戶的生產(chǎn)過程中的不同工藝步驟提供解決方案，所有此類解決方案均支持網(wǎng)絡(luò)連接，幫助用戶朝著成為智能工廠的目標更近一步。