数字孪生套件实现预测性维护与能耗优化运行。
pepperl-fuchs
应用背景
离心泵是机械与设备工程中最常用的设备之一。其利用旋转叶轮产生的离心力连续输送介质并建立压力，从而实现液体输送。凭借其结构坚固、效率高且适用于大流量工况等特点，离心泵广泛应用于众多行业 - 从供水、化工到食品饮料生产等。
然而，在连续运行过程中，离心泵承受着多种载荷。波动的运行工况、介质变化或不利的工艺参数均可能导致汽蚀、冲蚀或材料磨损加剧。非计划停机会造成高昂成本，并降低设备可用性。
目标
为确保可靠、经济运行，必须对相关运行参数进行持续监测和智能评估。目标在于连续记录流量、压力、温度和振动数据，并及早检测汽蚀及机械损伤。维护措施应从被动响应转向主动规划，同时使能耗透明化并加以优化。由此，可持续提高整体设备效率。所需的是一种可扩展、易集成的解决方案，该方案不仅能采集传感器数据，还能将其转化为可用信息。
解决方案
博世工业创新事业部（Bosch Business Innovations）与倍加福（Pepperl+Fuchs）联合开发的数字孪生套件提供了一套通用型系统解决方案，可显著提高设备可用性和工艺效率。具体组件包括 VIM3 系列 12 kHz 振动传感器，可直接在离心泵上精确测量状态数据。数据通过 ICE2/3 IO-Link 主站采集，并通过 MQTT 协议传输至 BTC22 工业箱式瘦客户机。
博世的数字孪生解决方案基于成熟的云基础设施（如 Amazon Web Services 或 Microsoft Azure），对数据进行实时分析。人工智能和机器学习算法可识别模式、发现偏差，并自动导出相应措施。该系统可选配直接连接至 ERP 系统，从而使维护流程无缝集成到现有企业结构中。
亮点
● 高生产效率与能效：即插即用的成套解决方案，支持 AI 实时分析与优化
● 显著的资源与成本节约：得益于预测性维护策略
● 精确状态监测：延长设备使用寿命
● 最大透明度：通过广泛的场景仿真和异常早期检测实现
● 便捷扩展性与云平台访问：确保最大灵活性
● 直接集成 ERP 系统：实现快速、按需备件管理
数字孪生套件的调试快速简便。安装传感器技术并连接 IO-Link 主站后，将 BTC22 接入网络，系统自动执行初始化和配置。经过短暂的“学习”阶段后，工艺过程与设备数据即开始连续传输至云平台。集成的仪表板可实时透明显示运行状态、能耗和设备性能，且可从全球任何地点访问。
预测性维护从投入运行之初即开始。早期故障预测使维护计划更具针对性，避免非计划停机，并长期降低运行与能源成本。同时，延长了机组使用寿命，显著提高了设备可用性。
概览
● 连续实时监测流量、压力、温度和振动
● 早期检测汽蚀、冲蚀和磨损
● 基于云平台（AWS 或 Azure）的 AI 数据分析
● 自动配置，调试迅速
● 直接集成的预测性维护功能
● 更高的设备可用性，同时降低能耗与维护成本
