贏創是改變遊戲規則的模塊化過程開發、生產、和自動化的策略

執行概述

贏創,全球領先的特種化學品公司,相信那慕爾模塊類型包(MTP)標準描述流程模塊的服務將是一個改變遊戲規則的過程工業。公司決定投資在標準化工作以及測試和應用MTP加快標準的發展和成熟。贏創還定期溝通過程工程和自動化社區關於MTP提高興趣和提高采用率。

2019年,贏創意識到世界上第一個工業MTP應用程序集成包時單元在一個在新加坡公司的世界級規模的工廠。ARC谘詢集團最近有機會親眼目睹的使用MTP標準幾個試驗工廠安裝在贏創在泥灰,德國和麵試團隊執行這些項目。關鍵的外賣食品包括:

• MTP標準是足夠先進的集成包單位工業規模的植物和模塊化的試點工廠運作。
• 在最初的學習和投資期間,使用MTP提供可能有助於減少項目工程負荷,時間的備戰狀態,試驗工廠設置的成本,以及新產品的上市時間。
• 可以使用MTP結合流程編排層(政客)由傳統的自動化產品,如dcs、但也由工業物聯網平台,進一步減少工程時間,成本和上市時間的試點工廠和dcs的應用程序可能不需要。
• MTP的模塊化、基於標準的自動化方法開放過程自動化論壇(OPAF)。
• 利用物聯網平台引入了一個新的心態會導致新的過程工程和過程控製的概念。

概念工業物聯網平台,開放的架構,和新興的變化控製邊緣設備的硬件架構所有確認趨勢,傳統的自上而下的分層控製結構補充與點對點網絡的自動化和工業IT組件的交互。這個可以實時完成的前提下,確定的控製原則或違反工業安全或安全約束。

一半,從產品運營準備的時間

有巨大的壓力來減少所需的工程工作,time-to-operational-readiness,特種化學品和生命科學行業的投資風險。為了解決這個問題,在2009年,德國Tutzing研討會的參與者定義了原則,最終可能導致減少開發,工程,施工,調試時間50%。這通常被稱為“50%”的概念。國際研究,使“Tutzing”目標朝著這一目標方麵已取得了很大的進步。模塊化生產,一個結果的研究,提供了高潛力減少操作時間和更多。

模塊化生產

F3工廠項目,由一些25家公司和歐盟,是同一個月Tutzing研討會舉行。它提供了一個明顯的例子研究。的目標F3工廠是要克服的缺點大規模連續處理(高資本投資和剛度)和小scale-batch處理(效率),結合各自的優勢通過引入效率多用,多產品設施;和靈活性這時連續的設施。研究目標包括:

• 提供更緊湊和低成本的過程設計,降低環境影響
• 開發標準化、模塊化、即插即用化學生產設備能夠處理許多化學過程

交付的項目有前景的結果,與幾個模塊化流程開發。都有了顯著的改善成本和可持續性。F3Factory,主持的項目之一邀請研究實驗室由拜耳和兩所大學,繼續為研究模塊化生產。

模塊化的植物產品願景和能力的靈活性

傳統方法從試點plant-scale擴大到大容量化工生產是重新設計的植物相關的各個方麵更大的延誤。除此之外,這個影響加熱,攪拌,反應,冷卻時間或設備大小和設計。大多數化工廠可以操作的範圍內經濟大約60 - 120%的銘牌容量。這通常是選擇接近預期的高端的波動對化工生產的需求。相關的風險是,應該對化學位移的需求生產範圍之外(也就是說,大大超過或低於這個範圍)由於經濟波動的能力不足或over-dimensioned;兩個經濟不利的情況。

模塊化生產:反應能力和靈活性的挑戰

2008年經濟危機期間,許多世界級規模的植物必須封存或產生非常糟糕的資產回報率(ROA)。這證明了真正的過度投資和產能過剩的風險。這些主要市場波動是罕見的,但近年來市場波動增加了(如COVID-19危機證明)和需求沒有前期征兆可能顯著不同。

基於出版物的F3工廠項目,另一種方法可以創建所需的能力通過排隊幾個更小、模塊化、標準化的植物。換句話說,通過“編號”而不是“擴大。“這將提供一係列的優點。

而工程工作量可能隻有略小,所需材料的數量和資本支出相同的能力可能會減少在很大程度上如此。設備需要相對較少的材料相對量產生,從而可能實現一些規模經濟利用設備和零部件的倍數比較獨特的(也許更大、更昂貴的)。設備和部件可以組裝和連接使用MTP等標準,進一步降低成本。

模塊化方法還將提供靈活性,幫助製造商適應經濟周期和波動的市場對這些產品的需求。在經濟低迷時期,一些模塊化生產線的產品可以停止或運往其他地理區域而另一行繼續生產在最優的條件。當需求上升,額外的植物可以很快投入生產。投資將產生更高的回報,不僅因為提高利用率,還因為平均設備壽命可能會增加,因為它的可重用性,從而進一步支持循環經濟。同時還隻是一個願景,在未來贏創相信這將幫助它應對需求能力和網站的靈活性。

短暫的專用化學品,趨勢是生產小批量,逐步引入改進產品和過程,靈活應對市場和客戶的要求。相對較低的努力,模塊化生產線可以重新配置或修改生產不同等級,變異,甚至完全不同的化學物質。自己的車為客戶工作,可以添加、交換或修改模塊,而不必購買或建立一個新工廠。這些變化是可逆的。這對需要贏創所謂“產品的靈活性。“結合能力的靈活性,這提供了強大的潛力。的能力的產品需求下降可能會逐漸轉化成產品不斷增長的需求和能力非常有限的成本比傳統的工程和建築方法單一植物。增加靈活性和敏捷性將是巨大的。

模塊化生產觀念需要新的工程方法。而不是優化生產過程通過裁剪過程單位容量範圍內,植物組成的選擇標準,通用的,理想情況下已存在的和可重用的模塊。例子可以備料,過程分析技術(PAT),或分離。這種想法是完善的工業規模的包的使用單位。模塊化擴展這個想法通過裝配標準單位為關鍵步驟和一些高度專業化的模塊,如反應堆。專業、高性能模塊可以充分利用新技術,如3 d建模和印刷、詳細的流體動力學,和化學建模。平均規模較小、模塊化的植物會產生接近最優操作點比傳統的大型工廠。

模塊,也稱為生產設備總成(豌豆),可以組成的模塊化功能設備總成(有限元分析)。當一個模塊是適應變化的過程或產品需求,往往隻是涉及交換一個有限元分析,而不是建立一個新的豌豆。這將提高效率,減少所需的精力和資本調整生產。

當工程機械模塊、包裝單位,或任何過程單元;模塊化工程可以應用於支持重用,減少重複的工作,創造更多的質量工程。模塊(豌豆)和傳統工藝單元包括儀表、驅動和控製。許多組件在概念上類似的過程。例如,考慮一個反應堆攪拌器,熱交換器,泵以及相關的測量和控製儀表。工程軟件包為流程組件可以使用模塊化的模板,包括電氣和自動化。這些模板可以實例化或參數化,以反映一個特定的工廠或模塊的尺寸和功能,因此也適合於工程獨立的模塊。

表的內容

• 執行概述
• 一半,從產品運營準備的時間
• 模塊化的植物產品願景和能力的靈活性
• 贏創的過程開發策略:模塊化的試點工廠
• MTP實現贏創的試驗工廠
• 建議

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