大型工業工廠的複雜度和集成度都在不斷提高。20世紀50和60年代繁榮時期安裝投產的設備以及僱傭的人員都開始面臨退休。在商品市場中或是在差異化解決方案方面，企業必須不斷創新才能保持自身競爭力。為降低商品市場中產品的成本，一種解決方案是建設更大規模的工廠，配備更加先進的技術。通常，分布於多個地點的各個工程部門在吸納新一代工程師時必須對不斷變化的實際狀況做出響應。而以往的過程仿真器都無法應對此類挑戰。
許多企業都在推進數位化轉型項目，然而它們的注意力往往都在運營方面，忽略了資產的生命周期過程。過程仿真工具對於每一名過程工程師來說都是無可取代的工具。自20世紀70年來以來，過程仿真器在石油天然氣、化工行業的營運公司以及為這些行業服務的設計公司和設備製造商中得到了廣泛應用。當今市場上提供的工具在過去的數年裡經過了持續改善，能夠提供更多的功能和特性。
然而，這些工具始終沒有脫離傳統的架構、作業系統和售後市場用戶界面，從而會產生很多內在限制：
· 無法支持整個工廠生命周期，因為它們受單一用途的架構所限，例如穩態過程仿真、動態仿真、最優化或流程網絡分析等原始設計用途。
· 功能擴展僅可由少數具備化學工程知識、軟體編程技術和/或特定專業項目知識的軟體開發商完成。
· 通常採用老舊的編程代碼，無法對軟體行業的諸多最新技術發展加以利用。
保持創新性，與不斷變化的需求相適應
全球競爭、價格壓力以及創新需求都促生著一個全新的方法。新一代的員工都希望採用一種現代化、可擴展且易於使用的解決方案，他們對於這樣的技術早已習以為常——高速網際網路訪問、行動裝置、觸屏以及虛擬實境。
工業物聯網（IIoT）、工業4.0以及人工智慧等全新理念帶來了重大機遇，新一代平臺能夠在整個生命周期提供工廠的數字雙胞胎，這是當前的工具所無法做到的。當前的仿真器通常僅能夠支持生命周期中的某一個階段，並往往基於不同仿真供應商的熱力學以及不同的仿真方法。
如此不僅會降低結果的可信度，還會造成大量返工，因為不得不為每個新工具構建一個新的仿真模型，並且所得到的結果也難以對比。一體化生命周期仿真意味著一個過程模型即可覆蓋工廠的整個生命周期，即從概念階段一直到運營階段。
寶貴洞見促進更明智的決策在許多工廠中，每一項仿真活動都需要一個單獨的解決方案。儘管每一個軟體都能確保自身的正確性，但在這些軟體過時淘汰之前，企業需要花費大量精力對它們進行足夠的維護。
根據麥肯錫全球研究院統計，在十億美元以上的資本項目中，53%存在進度延誤，37%存在成本超支i。這都是變化性和複雜性失控的後果。
利用準確的洞見尋求機遇是十分重要的。麥肯錫在7個方面發現了50%的效率提升潛力，包括：規章制度改革、協作與合同籤訂、設計反思與工程節約、採購及供應鏈改善、現場執行改善、技術與創新的融合，以及員工的技能培訓ii。
數字解決方案現已觸手可及。仿真平臺能夠在同一個主仿真——亦稱為系統的數字雙胞胎中進行。比方說，它可能包括各種情境，如熱管破裂、生產能力變化、過程開發，甚至是與詳細蒸汽平衡相關的各種複雜規格。
長久以來，生命周期過程仿真已經成為過程仿真供應商及其客戶的一個願景。然而，出於傳統架構的原因，當前的仿真器無法對軟體行業的快速發展加以充分利用。
但是，對於那些尋求數位化轉型、希望減少自身系統風險和故障的企業來說，現在有了從頭到尾全新設計的仿真平臺可供選擇，它能夠滿足新一代工程師的要求並提供數字雙胞胎的過程側。
人員是數位化轉型的核心所在
在所有企業中，有三分之二不具備一個清晰的數位化願景和戰略，用以支持數位化轉型及文化。僅27%的員工擁有掌控數位化未來的必要能力iii。人員是數位化轉型的核心所在，同樣也是技術應用的障礙所在，這就是當前的實際情況。
數位化轉型是最前沿的創新工具及過程與企業內部專業技術之間的融合。這不僅能實現新數據和舊有數據的背景化，還能提供可操作的洞見和信息。
科思創（Covestro）是全球最大的聚合物企業之一。其業務活動主要圍繞高科技聚合物材料的製造，以及針對各種日常用品進行創新型解決方案的開發。科思創委託AVEVA部署了仿真平臺，用以解決在工廠生命周期內所使用的各種工具相互之間無法有效集成的難題。仿真平臺幫助科思創實現了在同一平臺上對工廠整個生命周期的過程設計的標準化，讓其工程師能夠把更多精力投入到創新和複雜問題的解決之中。初步成果包括：成功地取代了先前的工具；用戶給予積極反饋；成本、耗時、風險和延誤減少；工程師能夠更加專注於創新。
儘管數位化轉型給所有企業都帶來了或多或少的影響，但總體來看，過程設計學科目尚被排除於此趨勢之外。因此，傳統仿真器無法勝任過程的精確仿真，也無法適用於整個工廠生命周期。
關於作者
AVEVA過程與仿真產品副總裁Norbert Jung
Norbert Jung是AVEVA的過程與仿真產品副總裁。在此部門中，Norbert Jung主管所有仿真相關產品的產品定向和產品管理，其中包括過程設計、操作員培訓仿真、管道仿真和新一代SimCentral仿真平臺。Norbert Jung於2007年進入公司，此前曾就職於AspenTech和ABB。Norbert Jung在幫助石油天然氣、化工和工程企業改善其業務方面擁有20多年的從業經驗。Norbert Jung參與了各大企業的數位化轉型倡議，是德國化工行業"100%數位化"倡議的正式成員。Norbert Jung分別在德國凱澤斯勞滕工業大學和加拿大金斯敦皇后大學取得工程和商務碩士學位。
i 麥肯錫統計數據
ii麥肯錫統計數據
iii PwC工業4.0：全球數位化運營研究2018
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作者：AVEVA過程與仿真產品副總裁Norbert Jung
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