在本屆漢諾威工業(yè)博覽會上，全球能源管理和自動化領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型專家施耐德電氣選擇在生命科學(xué)領(lǐng)域搭建其最為高光的創(chuàng)新舞臺，在現(xiàn)場近2000平米的超大展區(qū)，“復(fù)現(xiàn)”了一座覆蓋行業(yè)全價值鏈的生命科學(xué)園區(qū)，分為基礎(chǔ)設(shè)施、精細(xì)化工生產(chǎn)、工業(yè)用水與污水處理、生物加工、綠色材料生產(chǎn)、包裝和物流、工業(yè)軟件這七大板塊內(nèi)容，并采用場景化的方式進(jìn)行了生動展示。
為什么是生命科學(xué)行業(yè)?
過去數(shù)年內(nèi)，在政策、技術(shù)、市場等因素的共同影響下，生命科學(xué)行業(yè)呈現(xiàn)飛速發(fā)展之勢，增速位居各個行業(yè)板塊前列。無論是一系列行業(yè)規(guī)劃釋放的長期利好、市場進(jìn)一步開放的寬松環(huán)境，還是人工智能等新一代數(shù)字化技術(shù)加速融入帶來的創(chuàng)新浪潮，都為這個領(lǐng)域的發(fā)展注入了蓬勃動力。
與此同時，這個處于聚光燈下的高新產(chǎn)業(yè)，同樣也是眾多挑戰(zhàn)的匯聚之地。一方面，生命科學(xué)行業(yè)集流程行業(yè)和離散行業(yè)的各種生產(chǎn)場景于一身，在工藝控制、生產(chǎn)運(yùn)營和能源管理等各方面的要求不但更高，也更加復(fù)雜;另一方面，作為攸關(guān)人們健康與安全的行業(yè)，生命科學(xué)行業(yè)在質(zhì)量、安全和可持續(xù)性上，均面臨著比一般行業(yè)更為嚴(yán)苛的合規(guī)性監(jiān)管;最后，置身一個以白熱化競爭為常態(tài)的行業(yè)當(dāng)中，生命科學(xué)企業(yè)還需要在上市時間、敏捷性以及綜合成本等方面精益求精。
以三大領(lǐng)域創(chuàng)新，推動生命科學(xué)全價值鏈高效可持續(xù)發(fā)展
挑戰(zhàn)所在之處，創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型帶來的機(jī)遇也隨之浮現(xiàn)。作為新質(zhì)生產(chǎn)力的重點(diǎn)領(lǐng)域，生命科學(xué)行業(yè)同樣面臨以創(chuàng)新驅(qū)動重構(gòu)行業(yè)競爭力的轉(zhuǎn)型浪潮。新質(zhì)生產(chǎn)力既是數(shù)字生產(chǎn)力，同時又是綠色生產(chǎn)力，這使得聚焦于數(shù)字化、自動化和電氣化三大領(lǐng)域的創(chuàng)新，正成為力促生命科學(xué)行業(yè)轉(zhuǎn)型與突破的關(guān)鍵動能。
在現(xiàn)實(shí)行業(yè)中，任何一家生命科學(xué)企業(yè)，都既依賴于上游的原材料供應(yīng)、輔料供應(yīng)，也依賴于下游的包裝、倉儲、物流、分銷，同時也需要電力、交通、信息化系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施的強(qiáng)力支持?？梢哉f，這七個環(huán)節(jié)，既共同構(gòu)成了生命科學(xué)行業(yè)上、中、下游的完整價值鏈，同時又在具體的技術(shù)需求和轉(zhuǎn)型焦點(diǎn)上各有千秋。那么，施耐德電氣是如何通過數(shù)字化、自動化和電氣化三條“線索”，讓數(shù)字化轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的價值如“穿針引線”一般貫穿整個行業(yè)呢?
基礎(chǔ)設(shè)施：構(gòu)筑全生命周期的立體保障
首先，一整套穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施，是生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)園區(qū)賴以運(yùn)行的“底座”，直接影響到園區(qū)的運(yùn)營生產(chǎn)狀態(tài)、產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和人員安全。在這方面，無論是安全、穩(wěn)定的電力供應(yīng)保障，還是保障信息數(shù)據(jù)正常流通的數(shù)據(jù)中心，都是至關(guān)重要的。要做到這一點(diǎn)，則離不開數(shù)字化賦能的管理智慧，涉及到的細(xì)節(jié)更是覆蓋能源、信息基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期的方方面面。
例如，在節(jié)省原材料方面，通過對母線排的優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)更合理的走線設(shè)計，可以節(jié)省高達(dá)40%的銅質(zhì)材料;在設(shè)備維護(hù)方面，可以利用各類傳感器實(shí)時監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行工況，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)測性維護(hù)，實(shí)現(xiàn)突發(fā)故障和非計劃停機(jī)的顯著下降，并搭配施耐德電氣的EcoFit™的更新改造服務(wù)延長系統(tǒng)壽命，降低總成本;站在全生命周期的角度來看，還可以利用ETAP電力系統(tǒng)仿真軟件優(yōu)化電力基礎(chǔ)設(shè)施的全生命周期管理運(yùn)營，以及通過構(gòu)建模塊化的數(shù)據(jù)中心等設(shè)施，實(shí)現(xiàn)分段按需建設(shè)，避免在項(xiàng)目前期的過度投資和浪費(fèi)。
精細(xì)化工生產(chǎn)：軟件及人工智能深度賦能
在生命科學(xué)領(lǐng)域，處于行業(yè)上游的化工生產(chǎn)同樣非常關(guān)鍵。在很多藥品、試劑的生產(chǎn)過程中，都離不開由精細(xì)化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供的各種化學(xué)品、溶劑以及原料藥，而這些化學(xué)品的生產(chǎn)效率、安全合規(guī)性以及可持續(xù)性，則日益深受矚目。在這一環(huán)節(jié)，施耐德電氣擁有一整套AVEVA軟件解決方案，能夠覆蓋各類制藥與化學(xué)品生產(chǎn)工藝的仿真、設(shè)計、建造、交付、運(yùn)營、維護(hù)等各個階段，并通過DCS系統(tǒng)和高性能的變頻器“軟硬兼施”解決各種挑戰(zhàn)。
例如，在現(xiàn)場模擬的分布式控制場景當(dāng)中，即便在其中一處或多處節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了模擬故障，施耐德電氣的解決方案也可以通過對其余節(jié)點(diǎn)進(jìn)行智能化的自動調(diào)整，讓整體系統(tǒng)始終保持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，避免“因一隅失全局”。與此同時，人工智能技術(shù)也正在越來越多地融入這一環(huán)節(jié)，比如，基于視覺識別的人工智能可以自動偵測到誤入危險區(qū)域的人員，及時發(fā)出示警并做出必要操作，以確保人員和裝置安全;再如，以往調(diào)節(jié)液位需要通過系統(tǒng)界面進(jìn)行操作，如今在人工智能視覺的幫助下，僅需工作人員做出手勢動作就可以完成，標(biāo)志著人機(jī)交互模式即將發(fā)生的深遠(yuǎn)改變。
工業(yè)用水與污水處理：數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)“了如指掌”
對于生命科學(xué)行業(yè)而言，其對于供水的要求遠(yuǎn)高于其他使用場景，像純凈度、溫度、流速、壓力、含氧量等參數(shù)，哪怕有極為微小的偏差，都有可能直接導(dǎo)致產(chǎn)品的不合格。而在污水處理方面，不僅安全性需要得到高度關(guān)切，還要充分考慮到對水資源的循環(huán)利用和高效利用。
在這方面，施耐德電氣可以利用數(shù)字化手段，將現(xiàn)場的設(shè)備及供水?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時采集并傳輸至AVEVA UOC一體化運(yùn)營中心中，使其能夠更好地利用這些可視化的數(shù)據(jù)信息，幫助用戶進(jìn)行泵的預(yù)測性維護(hù)和相關(guān)控制決策，并通過Modicon 251、Modicon M262等一系列PLC產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)、穩(wěn)定的自動化管控，保障整體過程中水量的穩(wěn)定和水質(zhì)的純凈度，并對管網(wǎng)漏損等問題進(jìn)行及時定位及處理。
生物加工：“過程控制專家”助力實(shí)現(xiàn)“藥企4.0”
在對于生命科學(xué)最為核心的生物加工環(huán)節(jié)，匯集了眾多藥物的分子生成及提純等流程。而精準(zhǔn)與穩(wěn)定，則一直是施耐德電氣在這一環(huán)節(jié)不斷追求精益求精的目標(biāo)。除了與化藥采用相同的AVEVA系統(tǒng)解決方案外，在漢諾威展臺，施耐德電氣還展示了被稱為“過程控制專家”的ProLeiT過程控制解決方案，覆蓋了從企業(yè)級到車間級的全面控制需求，使藥企的生產(chǎn)過程更具可持續(xù)性和韌性。
ProLeiT可以幫助藥企實(shí)現(xiàn)“藥企4.0”的賦能，即“工業(yè)4.0”在制藥行業(yè)的形象化呈現(xiàn)。在橫向維度上，ProLeiT可以覆蓋從原料入庫、生物加工到成品出庫的整個產(chǎn)品制程，而在縱向維度上，ProLeiT則實(shí)現(xiàn)了從車間管控到MES再到企業(yè)級ERP各個層級的互聯(lián)互通。
綠色材料生產(chǎn)：能源電氣化助力低碳可持續(xù)發(fā)展
可持續(xù)發(fā)展同樣是生命科學(xué)行業(yè)的重要議題，全球排放量的4.4%由整個制藥供應(yīng)鏈產(chǎn)生，相當(dāng)于駕駛一輛普通汽車環(huán)游世界58次。生命科學(xué)行業(yè)出于在衛(wèi)生安全、合規(guī)性等方面的特殊要求，在日常運(yùn)營和研發(fā)的環(huán)節(jié)里，常常在能源和材料上產(chǎn)生一些額外的損耗;與此同時，作為生命科學(xué)行業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備原材料的玻璃、鋁制品、鋼材等產(chǎn)品的制造業(yè)，本身也往往是高能耗產(chǎn)業(yè)，其對能耗和碳排放水平的管控，也會對下游的生命科學(xué)行業(yè)帶來傳導(dǎo)性影響。
針對這一挑戰(zhàn)，可以通過原材料制造業(yè)用能的電氣化，有效降低這些傳統(tǒng)高耗能行業(yè)的碳排放。例如，通過在玻璃制造加工行業(yè)中使用由綠色電力供能的電爐，最高可以減少70%的二氧化碳排放。未來，這一趨勢有望擴(kuò)展到鋼鐵、化工等更加廣泛的原材料制造領(lǐng)域，為生命科學(xué)行業(yè)和其他各行各業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供實(shí)現(xiàn)途徑。
包裝和物流：數(shù)字化與自動化融合創(chuàng)新
生命科學(xué)行業(yè)的行業(yè)特點(diǎn)，同樣會為產(chǎn)品的包裝、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)帶來與眾不同的挑戰(zhàn)，例如藥品在包裝和運(yùn)輸過程中需要避免泄露和污染，并做到高效、準(zhǔn)時的分裝和運(yùn)輸，同時還要兼顧成本和可持續(xù)效益。在這方面，就需要由先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)、自動化和智能運(yùn)輸?shù)冉鉀Q方案提供助力。
在包裝環(huán)節(jié)，施耐德電氣不僅可以將并聯(lián)機(jī)器人、機(jī)械手及模塊化的柔性輸送系統(tǒng)集成在同一條產(chǎn)線當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)高效的無縫協(xié)作，還能夠利用智能化算法對輸送單元的速度進(jìn)行優(yōu)化，讓容器在高速運(yùn)輸過程中仍能保持液面的穩(wěn)定，避免發(fā)生潑濺和撒漏。此外，還能夠按需對產(chǎn)線進(jìn)行分段維護(hù)，最大化提升全局設(shè)備效率。而在物流環(huán)節(jié)，施耐德電氣可以利用數(shù)字孿生技術(shù)，為自動化物流輸送線進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃階段的仿真演示，以及最終的數(shù)字化交付，用戶還可以戴上AR可穿戴設(shè)備，直觀瀏覽物流輸送線的虛擬數(shù)字化模型。
工業(yè)軟件：開放自動化及一體化運(yùn)營創(chuàng)造全新價值
不難發(fā)現(xiàn)，在生命科學(xué)行業(yè)的各個環(huán)節(jié)當(dāng)中，來自軟件的定義、控制和賦能已經(jīng)不可或缺，生動地詮釋了數(shù)字化和軟件定義的自動化在這一行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展趨勢。而在日常運(yùn)營的流程當(dāng)中，不同層級、不同崗位的工作人員對于軟件的需求和應(yīng)用視角也各有不同。此次，施耐德電氣在整個園區(qū)的“中控室”展示了EcoStruxure開放自動化平臺、AVEVA PI System運(yùn)營大數(shù)據(jù)管理平臺、AVEVA UOC一體化運(yùn)營中心等一系列先進(jìn)的核心工業(yè)軟件。
在這方面，AVEVA一體化運(yùn)營中心可謂是“系統(tǒng)之上的系統(tǒng)”，它能夠?qū)S區(qū)內(nèi)從企業(yè)級、工廠級到車間級各個層級的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集匯總，為企業(yè)級管理人員提供信息支撐和決策支持。而EcoStruxure開放自動化平臺則可以幫助用戶實(shí)現(xiàn)自動化設(shè)備的“即插即用”，以及拖拽式的圖形化編程等，并對產(chǎn)線進(jìn)行仿真;而且，這一基于開放自動化理念的平臺，可以無差別地支持符合IEC61499標(biāo)準(zhǔn)的任何自動化產(chǎn)品，為用戶提供了跨廠商的多樣化選擇。
從一隅觀全局：創(chuàng)新趨勢描摹未來工業(yè)圖景
可以說，施耐德電氣為生命科學(xué)行業(yè)七大板塊帶來的創(chuàng)新展示，與整個漢諾威展會呈現(xiàn)出的工業(yè)領(lǐng)域最新趨勢不謀而合。來自生命科學(xué)行業(yè)一隅的數(shù)字化、自動化、電氣化創(chuàng)新趨勢，描摹出的是整個未來工業(yè)的全局圖景。
首先，人工智能等新一代數(shù)字化技術(shù)的創(chuàng)新成果，已經(jīng)快速、深度融入到各行各業(yè)豐富多樣的工業(yè)場景和應(yīng)用當(dāng)中，加速釋放出其巨大潛能。僅僅在施耐德電氣重點(diǎn)展示的生命科學(xué)行業(yè)中，人工智能就展現(xiàn)出了在運(yùn)營管理輔助、安全監(jiān)測、人機(jī)交互等多個方面的卓越價值，未來必將在更廣闊的領(lǐng)域大顯身手。
其次，可持續(xù)發(fā)展將更加深入地落地到工業(yè)場景當(dāng)中，并成為未來工業(yè)轉(zhuǎn)型不可或缺的重要考量因素。特別是在持續(xù)推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)和能源轉(zhuǎn)型、以大規(guī)模設(shè)備改造激發(fā)循環(huán)經(jīng)濟(jì)動能的中國市場，包括生命科學(xué)在內(nèi)的各行各業(yè)，有望進(jìn)一步推動綠色能源管理和綠色智能制造的融合，以更加整體、長遠(yuǎn)的視角，更好地推動低碳可持續(xù)發(fā)展。
未來，創(chuàng)新與變革依舊是生命科學(xué)行業(yè)的主旋律。我們也期待更多行業(yè)企業(yè)加入，成為“影響力創(chuàng)造者”，共同以創(chuàng)新驅(qū)動行業(yè)數(shù)字化與綠色可持續(xù)轉(zhuǎn)型的行列，描繪美好的未來行業(yè)圖景。
在2024年5月20至22日舉辦的第64屆(春季)全國制藥機(jī)械博覽會暨中國國際制藥機(jī)械博覽會(CIPM)上，施耐德電氣將以“高效合規(guī)可持續(xù) 打造智慧制藥行業(yè)創(chuàng)新影響力”為主題，展示面向生命科學(xué)領(lǐng)域的軟硬件解決方案，帶來行業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型的豐富實(shí)踐。敬請期待。
（來源：施耐德電氣）
