
数字化已在位于Vallegio的Rittal工厂逐步实现,在生产线上,沿固定线路行驶的
无人驾驶运输车在几乎没有人的情况下自动将配件和成品设备运送到各个工作岗位
当我在一个拥有4条制冷设备生产线的厂房中四处走动并逐渐靠近其中一条生产线时,Rittal制造工程公司的项目经理Andre Benner提醒我说:“小心!要与黑色生产线保持距离,那里总有无人驾驶且几乎不发出声响的运输系统,它们为生产线输送配件。”虽然有人靠近时运输车辆会立即停下,但人们并不愿意这样导致运行中断,正在这时一辆无人驾驶运输车载着一台安装在支架上的制冷设备悠闲地驶近,停在一个工作站前,将支架和设备卸下,然后行驶离开,目前4条生产线中的一条几乎完全按照工业4.0所倡导的那样进行生产。
“设备进行生产时,以前挂在墙壁上的所有纸质资料现在都以数字化形式存在,工作人员可以直接在自己的工作岗位上调取(图1)。”设备上只剩下一张手掌大的小纸片,据悉,这张小纸片也将很快被一个包含所有必要制造数据的RFID(射频识别)芯片取代。

图1 在每个工作岗位上都能调取有关相应设备制造的工作指南
突然无人驾驶运输车停了下来,Rittal的工作人员将一个物体放在了离生产线很近的拐弯处,他没有料到车辆在那里的拐弯程度比想象的大。“你看,车辆的安全设施工作正常。” Benner评论道,他将障碍物往外移动一段距离,车辆在短暂停顿后继续行驶。其他3条生产线上还有印刷的安装指南,但很快这也会改变,据Benner说这些线将陆续改建(图2)。
节能减排的重要性
Rittal在Herborn的科研经理Thomas Steffen博士解释了生产高效制冷设备系列Blue e+的重要性:“在整个欧洲大约有200万个配电柜制冷设备,其整体经济性消耗潜力为2GW,每年的CO2排放量约为400万t。”在Valeggio生产的制冷设备系列Blue e+可将高峰期的能源消耗降低75%,如果所有的制冷设备都采用新的系列替代,人们不仅能够降低能源消耗,而且还能明显降低欧洲的CO2排放。这样可以节约300万t的CO2,由于功率明显下降,理论上可以关闭一个中等规模的核电站,Steffen形象地说明了这点。

图2 在不远的将来另外3条制冷设备生产线也将按照工业4.0的标准进行改造
据Steffen说,其他使用Rittal制冷设备的企业也证明了它们的效率:戴姆勒汽车制造厂因此节约了91.2%,奥迪79.4%,大众76.3%,雷诺53%,即便是效率已然很高的沃尔沃工厂也节约了17.1%,机床生产商的情况也类似。
“能源节约始终为75%左右。”制冷设备的特殊之处也在于精确的调节,这位Rittal的经理介绍说,“制冷单元负责配电柜中的恒定温度,这些设备中的滞后接近零,延长了待冷却部件的使用寿命。”以前的滞后为5K,配件会因此被置于一定的温度负荷下。
新一代制冷设备的技术核心是将一个热管集成至传统的压缩制冷循环过程中,这项专利实现了配电柜的被动冷却,如果制冷功率不够,设备会额外使用带有压缩机的传统主动冷却系统。这里的关键是,主动冷却系统采用无级调节,可以针对个性化要求进行精确调整,这个由热管、转速调节的压缩机和通风装置组成的混合系统不仅仅在能源消耗方面有积极作用。“传统的配电柜制冷设备通常采用两点调节装置,在需要时开启或关闭压缩制冷过程。”Steffen解释道,这就是说:系统进行满负荷冷却,直到达到需要的温度,然后再完全关机,一旦温度重新升高,电动机必须以最大功率启动,这样不仅产生很高的能源消耗,而且也会给电机、通风装置和其它部件带来巨大的负荷,此外待冷却的配电柜组件也被置于持续的热负荷下,使用寿命明显缩短。
连续的部分负载运行
Blue e+系列设备可以实现连续的部分负载运行,Steffen继续解释道,这意味着能源消耗更少,热负荷更低,电动机和通风装置的负载更小以及服务和调试成本更低,逆变器技术实现了电动机功率的可调节性。
Steffen谈到有利的附带效应:“以前我们必须针对每个电压范围提供不同的设备,而现在新的制冷设备通过逆变器技术可以用于多种电压范围。”对于用户而言,这意味着可以在全世界使用这一设备,不需要考虑电压情况。通过这一技术创新,Blue e+系列设备可以更加灵活地应用,Rittal可以大幅度减少以前的型号种类。
除了对成熟的Blue e+技术进行改进外,开发者还十分注重改善新设备的人性化设计,因此Rittal的新一代制冷设备首次采用了集成TFT触摸显示屏,使用两种语言的显示屏反映了设备的整体状态,使操作和配置非常方便。
以“节能”著称的Blue e+家族从2015年初开始制造,在Herborn进行开发,未来Rittal所有的制冷设备都将在Valeggio生产,那里将成为这家企业的制冷设备中心。
意大利北部:制冷技术中心
意大利北部集中了许多与制冷设备相关的技术,Padua大学是全世界著名的制冷技术研究中心。“在Veneto区聚集着欧洲最多的制冷领域的企业。”Steffen解释说,大约150家企业的生产能力占整个欧洲的60%,多年前Rittal也在那里建立了一个制冷设备生产厂,如今将对其进行扩建和现代化改造。
“去年我们生产了将近12万个产品单元,即制冷设备、冷水机、热交换器和热电制冷机。”意大利Valeggio公司的产品经理Nicola Salandini表示,符合工业4.0要求的制造战略和Rittal的生产系统具有诸多优点,“纸质版生产流程完全从工厂中消失,所有的记录都是数字化的。更加透明、更高的质量和灵活性以及更加安全的生产过程,这些都是工业4.0带给我们的优势。”
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