2021年金属分(fēn)析展望：通过网络连接优化生产(chǎn)

   日期：2021-01-07

福祸总是相依。尽管2020年因新(xīn)冠疫情而出现超级混乱的局势，行业不得不应对需求的突然变化、供应问题和运营能(néng)力的限制，但这确实加速许多(duō)公(gōng)司的变革。尤其是当涉及包括网络连接性、大数据、智能(néng)工(gōng)厂和可(kě)持续性在内的工(gōng)业4.0趋势时亦如此。

借助部署在各公(gōng)司的新(xīn)技(jì )术，IIoT（工(gōng)业物(wù)联网）能(néng)日益收集更多(duō)信息，包括来自制造设备的信息。

如今，许多(duō)分(fēn)析仪自行在仪器上收集数据。例如，我们的日立手持式分(fēn)析仪能(néng)够将测量结果存储在仪器里，更多(duō)的日立型号还支持网络连接功能(néng)，这是实现遠(yuǎn)程实时决策的真正改变游戏规则的工(gōng)具(jù)。我们预测这将是2021年的一个关键主题。

我们所说的网络连接性是什么意思？

我们的愿景是分(fēn)析仪器将具(jù)备WIFI、以太网、USB或未来的4G/5G功能(néng)，具(jù)體(tǐ)取决于工(gōng)业环境。下一步将是使分(fēn)析仪能(néng)够共享和集成操作(zuò)技(jì )术（OT）数据。但是如今，大多(duō)数网络连接均是围绕数据共享和自动化进行。

在将来，网络连接性还意味着分(fēn)析仪可(kě)集成至过程控制系统中(zhōng)，并与其他(tā)机器和资源进行通信。目标是加快流程、优化性能(néng)、减少浪费并确保产(chǎn)品质(zhì)量。

利用(yòng)技(jì )术使制造业更环保

工(gōng)业4.0已在可(kě)持续发展方面发现一个采取积极行动的机会，即利用(yòng)技(jì )术使过程更加高效和环保。

例如，铸造厂多(duō)年来一直是原材料的回收商(shāng)，以借此倡导绿色运动。然而，许多(duō)铸造厂也在寻找有(yǒu)助于减少材料浪费的绿色技(jì )术。每个工(gōng)艺步骤均应有(yǒu)合适的解决方案：进料检验、熔化車(chē)间、中(zhōng)心实验室和出货检验。联网的分(fēn)析仪器可(kě)将数据传送至一个中(zhōng)心点，在该中(zhōng)心点能(néng)轻易发现质(zhì)量问题，并在随后纠正质(zhì)量问题，以减少浪费和节约成本。

同样的概念可(kě)被用(yòng)于制造行业的供应链下游，但同样适用(yòng)于原始设备制造商(shāng)层面。确保每个流程步骤均有(yǒu)一个集中(zhōng)的解决方案，使数据收集能(néng)够有(yǒu)助于减少浪费和实现更环保的制造。

大数据就是力量

在金属行业中(zhōng)，信息支配一切的一个原因是，数据能(néng)够使制造质(zhì)量保证和控制过程更简单、更快速。然而，尽管可(kě)用(yòng)的数据量巨大，但问题是制造商(shāng)如何将此等数据转化為(wèi)有(yǒu)价值的事物(wù)（即识别模式和预测运行状况），以作(zuò)出明智的决策。

即使每天进行数千次测量，分(fēn)析仪的数据也可(kě)通过多(duō)种方式帮助制造商(shāng)优化生产(chǎn)，包括：

• 通过在过程的尽早阶段识别缺陷以提高产(chǎn)品质(zhì)量。

• 通过机器故障预测和诊断实现及时的预防性工(gōng)作(zuò)、减少停机时间，以及降低对业務(wù)造成严重损害的突发故障风险。

• 通过使用(yòng)大数据进行预测分(fēn)析以降低成本，从而缩短质(zhì)量保证过程。

目标：智能(néng)工(gōng)厂

虽然2021年将会看到越来越多(duō)的联网分(fēn)析操作(zuò)，但在工(gōng)业4.0范围的高级终端，智能(néng)工(gōng)厂将提供优化生产(chǎn)流程。虽然网络连接性本身在制造过程中(zhōng)并不新(xīn)鲜，但当涉及元素分(fēn)析仪并将其集成至智能(néng)工(gōng)厂中(zhōng)时，这便是未来趋势。

我们可(kě)能(néng)还需要几年时间才能(néng)实现完全集成、联网且灵活的分(fēn)析仪，此类分(fēn)析仪能(néng)為(wèi)智能(néng)工(gōng)厂传送持续的数据流；并根据生产(chǎn)过程的需求进行學(xué)习和调整。但延伸至今的新(xīn)现实情况可(kě)能(néng)如下：

进料检验

金属工(gōng)业的利润率已经很(hěn)低，在新(xīn)冠疫情爆发后，极大限度地减少生产(chǎn)废料和返工(gōng)是轻而易举的事。合适的材料、合适的地点对于降低低质(zhì)量的成本仍然非常重要。这是网络连接性能(néng)够并且将会发挥关键作(zuò)用(yòng)的方面。例如，如果在原材料的熔炼过程中(zhōng)发现问题，可(kě)将此信息传递给进料检验小(xiǎo)组，然后由检验小(xiǎo)组采取纠正措施。好消息是，采用(yòng)合适的解决方案即可(kě)实施此流程。

将来甚至可(kě)通过将网络连接性扩展至供应链以进一步扩大其用(yòng)途——合并来自供应链的数据（如果供应链的相关方也使用(yòng)分(fēn)析仪），例如在产(chǎn)品到达生产(chǎn)现场之前，可(kě)使用(yòng)分(fēn)析仪确认牌号识别信息，使进料检验过程更快。此种实时数据共享将实现更好的协作(zuò)。

工(gōng)厂車(chē)间

我们已经了解，金属分(fēn)析的自动化可(kě)為(wèi)严格的QC计划以及利用(yòng)自动化样品分(fēn)析在一次测量运行中(zhōng)测量多(duō)批样品的金属加工(gōng)厂提供支持。也需要进行生产(chǎn)中(zhōng)的分(fēn)析集成，从而将更大型的仪器直接安(ān)装(zhuāng)至调节線(xiàn)中(zhōng)，用(yòng)于实时分(fēn)析。

将来我们可(kě)能(néng)会看到现有(yǒu)的生产(chǎn)線(xiàn)通过添加内联传感器的方式进行升级，此类传感器充当产(chǎn)品从原材料到成品组件的控制点。此种自动化检查的集成对在浪费任何时间或材料之前捕获潜在问题大有(yǒu)帮助。例如，分(fēn)析仪器可(kě)将信息推送至生产(chǎn)设备，以启动特定任務(wù)，如运行分(fēn)析或移除测试样品，并在发现异常结果时做好标记且停止生产(chǎn)。此种实时响应能(néng)减少废料和返工(gōng)，并帮助生产(chǎn)部门对所有(yǒu)问题做出快速反应——这在预算紧张时至关重要。

内联传感器将降低成本的另一方面是增加资产(chǎn)正常运行时间。其可(kě)避免由于意外的机器故障而导致的突然停机，且可(kě)延長(cháng)预定的维护间隔，以抵抗设备的实际磨损，从而减少昂贵的停机时间。

将您的分(fēn)析仪纳入智能(néng)工(gōng)厂生态系统，持续的实时指标和工(gōng)具(jù)将支持快速、一致的决策流程，从而提高生产(chǎn)流程的效率。

ExTOPE Connect

日立的许多(duō)仪器均配备ExTOPE Connect（云数据管理(lǐ)解决方案）。ExTOPE Connect可(kě)為(wèi)用(yòng)户的整个分(fēn)析仪群的所有(yǒu)数据（甚至跨多(duō)个位置）建立一个中(zhōng)心位置，实时更新(xīn)数据并易于访问数据，从而大幅提高运营效率并降低风险。

包括化學(xué)性质(zhì)、图像、光谱和测量位置（若适用(yòng)）在内的结果将在拍摄时自动上传，或者在与云建立网络连接后立即上传。ExTOPE Connect允许用(yòng)户直接从云端创建报告，然后通过電(diàn)子邮件将报告共享给所有(yǒu)利益相关方。无限制的数据存储和自动备份也意味着可(kě)長(cháng)久性访问分(fēn)析仪的历史数据。当手持仪器与手机应用(yòng)程序连接时，还可(kě)将照片附加至测量结果中(zhōng)（包括使用(yòng)短信、電(diàn)子邮件或WhatsApp共享结果）。

日立助力用(yòng)户打造自己的金属解决方案工(gōng)具(jù)箱

日立一直在设计工(gōng)业分(fēn)析仪，不但是為(wèi)了应对如今的挑战，也是為(wèi)了应对未来的挑战。随着我们进入后疫情时期的世界，日立的仪器将继续帮助各公(gōng)司适应工(gōng)业4.0的需求。

通过日立的手持式XRF、LIBS和OES光谱仪金属解决方案工(gōng)具(jù)箱，日立能(néng)够為(wèi)用(yòng)户的生产(chǎn)过程中(zhōng)的不同工(gōng)艺步骤提供解决方案，所有(yǒu)此类解决方案均支持网络连接，帮助用(yòng)户朝着成為(wèi)智能(néng)工(gōng)厂的目标更近一步。