54《ABB评论》借助ABB全新云托管分析平台，各行业可实现从预防性维护到预测性维护的飞跃。客户可通过实时资产健康状况监测，更好地满足排放连续监测的合规和监管要求。—AnshulArora测量与分析部印度班加罗尔anshul.arora@in.abb.comDavidLincoln测量与分析部英国圣尼茨david.lincoln@gb.abb.comJacolizeGoosen测量与分析部南非约翰内斯堡Jacolize.Goosen@za.abb.com—ABBABILITY™GENIXDATALYZER™超越排放监测标准过去十年，全球各地都在实施越来越严格的环境法规。尽管在地方、国家/地区和国际上的排放监测法规各不相同，但监管机构通常都会要求客户持续测量并控制一系列污染物，如二氧化硫(SO₂)、二氧化碳(CO₂)等气体以及颗粒物。为实现这一目标，监管机构制定了严格的分析仪可用性要求→01。与ABB合作，客户可以在排放连续监测(CEM)方面获得更高的透明度和可预测性。ABBGenixDatalyzer™于2021年推出，是ABB的一个云托管数据分析平台，适用于全局资产健康监测→02。—法规带来好处，但也对废物管理和发电等行业构成了挑战。图片来源：©SodelVladyslav/stock.adobe.com01202255超越排放效、符合排放标准、可持续的排放监测解决方案，这些解决方案可靠、性能稳定且安全性高。随着2020年ABBAbility™Genix分析及人工智能套件的推出，ABB展示出将工业和自动化经验与数字化创新相结合的能力，旨在帮助各行业进行数字化转型[1]，进而降低成本并提高性能。如今，ABB可以实现操作技术(OT)、信息技术(IT)和工程技术(ET)数据的自动化和情境化。这个功能强大的平台以气体分析仪等资产为核心，可对每项资产生成的海量数据进行整理。我们的客户信赖ABB设计并交付的资产（如分析仪），因此ABB非常了解如何提取、融合、关联和利用数据来进行预测，并提出改进建议。借助Datalyzer，ABB现在可以为其市场领先的排放连续监测系统(CEMS)产品添加另一项数字化增值服务。合规挑战法规为社会带来了环境效益，同时对必须遵守这些法规的行业（如水泥、废物管理和发电）构成了严峻挑战。首先最重要的是成本：与合规和违规相关的成本从未像现在这么高。因此，各行业都在寻求经济高效的解决方案，这些解决方案既要准确可靠，又要符合严格的质量保证法规和标准¹。尽管气体分析仪可提供客户所需的合规实时数据，但仅凭数据可用性还不足以满足合规要求。先进的设备需要熟练的维护和维修支持人员来确保合规性。这里存在着进一步的行业挑战。在当地可能难以找到熟练的工作人员；而现有的工作人员往往人手不足。在某些地方，工作人员可能无法全天候工作；而且，对于某些操作，他们甚至可能根本不具备相关的现场专业知识。这些情况中的任何一种都可能导致违规、额外成本和性能下降。ABBAbility™GenixABB在排放监测方面拥有60多年的经验，能够为其气体分析仪客户提供经济高—ABB可为其客户提供具成本效益、符合排放标准且可持续的排放监测解决方案。—01此示意图显示了排放限制加紧对企业成本的影响。01例如，欧盟工业排放指令2010/75/EC要求：•每半小时失效不超过10分钟•每天失效不超过5–6个半小时•每年失效不超过10天要求全天候监测：•污染气体：NOx,CO,CO2,SOx,HCI,HF•粉尘•汞•二恶英排放法规收紧合规成本增加24/756创新解决方案《ABB评论》合规至关重要，因为无论是罚款还是可能的停产风险，违规成本和严重性都从未像今天这样高。单纯满足日益严格的法规要求会导致合规成本的增加；全天候不间断对污染物气体进行监测确实令人生畏。资产可用性也很重要，因为分析仪单个部件的故障可能会对整个系统造成连锁损坏。因此，终端用户需要通过定期监测关键参数，来确保分析仪实现最长正常运行时间。对于系统的整体概览，需要从不同来源收集信息。这种复杂性的增加使监测过程变得困难。客户还必须确保资产的高质量和准确性，以符合排放监测法规。利用预防性维护来实现这一点存在不足。预防性维护旨在防止分析仪出现故障，其按照日历执行，即根据统计确定的平均寿命更换零件。当由于异常、特别恶劣的条件或未检测到的组件问题导致零件磨损比预期更快时，就会发生故障，需要进行故障排除→04。分析仪的质量会因此降低；这最终会影响不同组件的测量精度。这种全新解决方案可通过分析排放数据和相关设备（包括样品处理系统），帮助提高准确性和可用性，同时减少人员面临的挑战，例如减少对当地员工执行干预的需求，消除或减少对人员操作这些监测系统的需求。通过维修工程师提供的创新服务协议，ABB对其业务模式进行了重塑，如今可为客户提供ABB测量服务协议。客户在了解成本后，现在便可以专注于业务。概念化根据与数百家客户进行的经验交流，ABB认识到排放监测解决方案必须解决六大核心问题，分别是：合规性、资产可用性、资产质量及准确性、资源可用性、定期维护、安全性及网络安全。这些方面已被纳入ABB分析仪全局监测解决方案。—Datalyzer通过分析排放数据和设备来提高准确性和可用性。图片来源：Kallerna,wikimedia,https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.en02•企业级、综合性、模块化、基于云的分析仪全局监测应用程序•有助于将业务成果无缝地从资产转移到全局•有助于确保全天候的排放合规和设备监测•多个分析仪连接到一台边缘设备（微型电脑），由该设备将数据发送到云端•将操作、IT和工程数据的场境整合自动化•释放产品和过程数据的价值，并以易于理解的参数表示•提供可直接使用的可操作见解和分析应用程序•提供自助分析功能，为业务用户赋能•减少操作风险以降低拥有成本并提高可靠性•延长设备寿命，减少资本支出•提高资产完整性和过程安全性•轻松创建并部署分析应用程序，以降低成本并提高利润产品概述工作原理产品功能业务重点01202257超越排放另一个因素是资源可用性：员工退休和离职会削弱公司可用的“机构知识”。员工变动使公司跨多个站点的标准化维护实践能力面临挑战。此外，传统维护人员没有足够时间跟上IT发展的步伐，如网络安全、技术公告等。定期维护的问题也必须解决。显然，对于定期维护来说，有时候方便，有时候不方便。如果在状态监测或预测性维护解决方案的帮助下，未能预先制止重大破坏性事件，公司将必须在最不方便的时间（如夜间）进行维护，这可能会产生问题，而且成本高昂。此外，安全性和网络安全至关重要，这包括人员、操作系统和数据的安全。最近，大公司数据泄露和遭受勒索软件攻击的事件证明了此类威胁的存在，如Colonialpipeline事件[2]。尽管知道上文提及的六大核心问题总会以某种方式影响排放监测解决方案的性能，但使用当前的传统工业预防性维护解决方案难以使资产质量达到恰当水平。因此，终端用户可能会对小事件反应过度；这会导致效率降低并影响服务成本。这种预防性维护使成本和时间表变得不可预测。ABB力求通过Datalyzer来消除这种不可预测性。借助云技术从预防性维护转变为预测性维护传统维护解决方案的核心问题是，当终端用户想要对分析仪的问题进行故障排除时，必须访问各个接触点(POC)以获取—排放监测解决方案必须解决六大核心问题，分别是：合规性、资产可用性、质量、准确性和安全性。—02ABBACF5000/ACF­NT全局监测解决方案通过消除复杂性和障碍，帮助公司增加业务价值。—03图中所示是位于哥本哈根市中心附近的Amagerforbraending垃圾焚烧发电厂，ACF5000CEMS解决方案被选中用于该站点。CEMS适用的ABBDatalyzer分析解决方案可帮助客户保持合规性。0358创新解决方案《ABB评论》04图片来源：©muchomoros/stock.adobe.com01202259超越排放所有相关数据点，例如从分布式控制系统(DCS)获取过程数据，或从状态监测报告获取系统诊断数据，等等。这个过程不仅麻烦，而且还会影响效率和生产力，不会增加任何价值。当资产产生数字足迹和数据点时，公司可以实时监测气体分析仪的健康、性能、过程和安全性。只有这样，才能实施价值驱动的数字化解决方案。通过ABBDatalyzer云解决方案，客户可以从分析仪收集所有数据点，将其转发到云端，然后在一个位置访问数据→05。多个分析仪连接到一台边缘设备（微型电脑），由该设备将数据发送到云端。MicroPC作为虚拟机，由CPM+和GenixEdgebase两部分组成。这允许将OT数据与IT数据和ET数据进行场境整合。然后，客户可以实时关联各种必要参数，并预先制止中断和重大故障，从而实现预测性维护。通过实时创建数字足迹和数据来创造价值。ABB的云解决方案凭借其即时的无缝连接、可扩展的计算能力和较低的相关成本，消除阻碍废物管理等行业发展的现有增值性能障碍。通过基于角色的访问加强控制由于Datalyzer架构结构是模块化的，包含基于角色的访问功能→06，因此用户可以将适当的访问权限授予相应的团队成员。从最终用户的角度来看，ABB遵循了“渐进式披露”的用户体验(UX)原则，即解决方案的访问从公司到现场再到工厂级。—通过Datalyzer，客户可以从分析仪收集数据，将其转发到云端，然后在一个位置访问数据。—04在水泥和废物管理等行业，需要监测各种气体和颗粒物的排放；这是一个成本高昂的艰巨任务。—05Datalyzer网络架构示意图。ABB用户用户1用户2用户nABBGenix™Edge管理门户MICRO-PC（2核8GBRAM）–LinuxWindowsVMsCPMPlusGenix™EdgebaseOPCDA+Modbus分析仪1和2离线设置部署CPMplus配置本地部署云端0560创新解决方案《ABB评论》QAL3报告与评估功能是一个关键的监管功能→07b。QAL3法规要求各公司在分析仪管理系统正常运行期间，通过检查零点和量程特性是否与QAL1期间所确定的一致，来保持并证明所需的测量结果质量。基本上，该标准要求适当设置(QAL2)合适的设备(QAL1)，并保持正确操作(QAL3)。根据排放EN-14181标准指南，客户必须使用CUSUM、SHEWHART和EWMA图表中的一种或多种来执行QAL3验证。ABB解决方案可为客户提供任意时间间隔（最多一年）的自动图表（CUSUM、SHEWHART和EWMA）。用户还可生成PDF和EXCEL格式的报告，用于编写分析文档或作为资料提交。展望未来由于如今数据的获取和访问变得很容易，ABB将开发更多应用程序，为客户提供更多增值优势，如针对未来可能发生的所提供的访问权限有六种：公司、现场、维护管理人员、维护工程师、操作管理人员和环境管理人员访问权限。公司访问权限允许操作或技术专家访问公司级仪表板，包括各个现场、工厂以及所有相关数据。现场访问权限面向现场管理人员，包括对各个工厂和工厂数据的访问。ABB在工厂级为维护管理人员、维护工程师、操作管理人员和环境管理人员提供单独的访问权限。由于每个用户都有特定的角色和职责，因此会根据目标用户的关注领域，相应地定制和提供访问权限。Datalyzer功能对于合规、效率和性能，价值实现的第一步始于通过实时数据监测资产健康和性能、过程和安全性等的能力→07a。Datalyzer通过分析仪健康数据分析和实时系统诊断数据等功能来实现这一目标。历史数据趋势分析也可以追溯到五年前→07b。在这种方式下，ABBDatalyzer通过分析仪健康评分和相关图等功能来提供增值性见解。用户可以使用健康评分功能，进行基准测试、比较不同分析仪的健康状况，并在健康评分指示特定分析仪状况呈下降趋势时排除故障问题。—QAL3报告与评估功能是ABBDatalyzer解决方案的关键监管功能。公司级操作/环境专家现场级现场管理人员工厂级环境管理人员工厂级l维护管理人员工厂级操作管理人员工厂级维护工程师维修工程师国家/地区操作工程师管理客户ABB0601202261超越排放—参考文献[1]R.RamachandranandS.Bhot,“ABBAbility™Genixmakesoperationsandassetmanagementeasy”,《ABB评论》3/2021,第8-13页。[2]W,TurtonandK.Mehrotrha,“HackersBreachedColonialPipelineusingCompromisedPass-word”,inBloombergNews,2021年6月4日,网页:https://www.bloomberg.com/news/articles/2021-06-04/hackers-breached-co-lonial-pipeline-us-ing-compromised-pass-word.[访问日期：2021年11月18日]。事件发送自动通知。我们还计划在将来发布一款系统异常检测应用程序，该产品可通过分析异常数据来预测重大故障事件。ABB通过为各行业提供易于调整的模块化云平台，来巩固一个基本立场：提供一系列软件、应用程序和服务，以帮助客户提高生产力、过程性能、产品质量、效率和安全性。下一个Datalyzer版本将扩展相关功能，包括高级人工智能(AI)和机器学习(ML)认知模型，为终端用户提供更多的预测和规定功能（PEMS集成和分散建模）。通过这种方式，ABB可创造超越资产的价值，包括整个企业。•脚注¹如今，各个行业都必须遵守各种法规，如工业排放指令(IED)、综合污染预防及控制(IPPC)指令或废物焚烧指令(WID)，以及QAL2、QAL1、QAL3、EN14181等欧盟标准。—06通过根据需要向用户授予角色和访问权限，解决方案访问权限涵括各个级别，从公司级到现场级再到工厂级。—07采用ABB基于云的解决方案的主要优势。07a此示意图说明了Datalyzer如何帮助公司从预防性维护（使用前）转变为预测性维护（使用后）。07b此示意图显示了采用Datalyzer可获得的主要优势：更多的数据意味着更高的见解和更好的控制；可轻松进行测量并实现合规。—下一个应用程序版本将包括AI和ML认知模型，以提供更多的预测和规定能力。优势功能历史趋势（最多五年）基于事件的通知（邮件）工厂、现场和公司级全局概览分析仪实时过程数据增值见解与报告访问分析仪系统诊断数据QAL-3评估与报告Reactive/preventivemaintenance过度反应手动过程专业知识匮乏成本不可预测法规收紧效率降低预测性维护资产质量提高计划外停机时间减少安全性轻松合规反应性/预防性维护使用后早期异常检测使用后使用前07b07a轻松访问数据