建筑环境:基于植物的替代方案

  • 2022-08-30 13:43:20
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在化学工业中,关于一个过程应该是间歇的还是连续的,经常存在很多争论。大多数低产量的工艺都是从批量开始的,主要是因为这是它们最初在实验室开发的方式。化学工程师花时间扩大这些工艺,以提高经济绩效并满足不断增长的需求。当需求达到特定水平时,由于更大的规模经济和持续运营带来的效率,流程将转换为连续流程。在连续操作中,工厂的每个部分一直在使用,而在批量工厂中,设备通常处于闲置状态,而过程中的不同步骤发生。

受最终消费者需求驱动的客户需求变得越来越复杂,因此需要批量生产。那么我们如何让批处理更高效呢?

化学工业中的自动化

我在 1990 年代工作的 ICI 的过程工程组经常讨论批处理或连续问题。我的任务是设计一个工业规模的洗衣粉厂,随着客户的需求变得更加复杂,我最初的传统设计变得站不住脚。一位经验丰富的同事建议我将其重新设计为“无管道”(即批处理)——以解决我面临的复杂性、灵活性和避免交叉污染的问题。结果是一个更便宜的工厂,更能适应和响应客户的需求。

唯一的缺点是它需要大量的操作员,在混合、混合和配方阶段之间移动中间散装容器(化学工业中确实存在这种工厂,但这种类型的操作在食品和配方工业中更为常见)。

2009 年,作为巴斯夫的核心技术官,我研究了哪些技术可以提高巴斯夫的整体制造水平,特别是在我的业务领域。

巴斯夫的大多数过程工厂都是高度自动化的,通常使用分布式控制系统进行过程控制。大多数操作员现在都花时间在控制室监控自动化系统并检查工厂的运行情况。然而,对于许多工厂来说,大部分原材料都是通过中型散装容器 (IBC) 和灵活的中型散装容器 (FIBC) 运输到工厂的。同样,产品通常包装在 IBC、FIBC 或 25 公斤袋中。即使在高度自动化的特种化工厂中,人工也是主要的运营成本。在大多数工厂中,该过程的进一步自动化非常昂贵,并且不会显着节省劳动力。然而,原材料和产品进出工厂的运输需要大量劳动力,这似乎是一个关键领域。

这让我想到,如果汽车、仓库和客户履行等行业可以广泛使用自动导引车 (AGV) 来移动零件和包装,那么我们能否对化工和加工行业的原材料和产品做同样的事情?这不是被广泛采用吗?在咨询了内部专家、Innovate UK 和制造弹射器中心后,很明显,如果我的梦想要成为现实,就需要改进技术。

我发现现有的制导技术不太适合过程工业环境(见表 1)。例如,金属结构和设备导致的信号减弱是一个特殊问题。仅允许 AGV 运行的无菌环境在汽车和仓库环境中运行良好,但在需要维护活动、人员和其他车辆在场的过程工业中不太实用。此外,大多数 AGV 没有 ATEX 认证,无法在潜在易燃环境中工作。

为了显着进一步自动化工厂,需要自主材料处理。这需要完全自主地传输液体和固体,甚至可能是气体。为此,存在安全的零损耗联轴器,但由于引导不准确和前面解释的其他原因,无法使用 AGV 操作这些联轴器。

在工作室跟踪

快进到 2018 年,我在一次贸易展上遇到了 Michael Geissler。他的公司 Mo-Sys 开发了多种世界领先的摄像机跟踪技术,用于媒体、电视、电影和专业虚拟现实。在这个领域中,对移动摄像机的准确跟踪对于特效和虚实结合至关重要。它必须实时无缝完成——否则效果会被破坏。在我们的讨论中,我们意识到我们可以将公司的StarTracker技术应用到流程领域的 AGV 上,以提供实时准确的位置信息。

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