本文作者：艾默生系统及方案工业软件及数字化 ——袁阁
受光伏行业迅速发展的影响，全球产业对多晶硅的需求增长迅猛，市场供不应求。未来十年，中国能源结构清洁化、低碳化转型的力度将进一步加大，同时国家推出多项政策支持，大力发展太阳能光伏产业建设。国内多晶硅企业唯快不破，在各类机遇加速发展的影响下，在如何让新员工快速适应新的岗位以及让项目执行更有确定性也有了新的思考。
数字双胞胎的应用为何如此重要？多晶硅企业为了缩短产能爬坡期，降低了工厂运营成本，而工厂对操作员的操作经验要求和工厂控制优化的需求也日益增长。艾默生数字双胞胎技术在对现场工厂制造零干扰的条件下，为更理想化的制造和生产竞争力提供了安全，高效的环境。通过在物理世界和数字世界之间建立起实时联系，企业可以利用数字双胞胎实现项目的全生命周期管理。从项目的设计开发，到自动化投产开车，以及生产运营维护，企业都可以全面应用数字双胞胎技术。这有助于企业快速发现并解决问题，加快产品上市速度，提高产品质量，优化产品运营，并开发新的经营模式，提高收益。
艾默生数字双胞胎技术：
为了实现这些结果，艾默生提供软件、项目工程服务和生命周期支持服务，以实施和维护数字双胞胎解决方案：
· 操作员培训系统，提高操作员的效率、安全性和决策能力。
· 仿真和测试系统，可在离线环境中增强控制系统测试，减少工程项目和变更管理过程中的时间和成本。
· 多用途动态模拟，在工厂设计创建的整个生命周期中提供优势，并从设计到调试、启动到运行。
· 艾默生将产品组合并融合新的技术到自动化领域中间，DeltaV仿真和Mimic仿真软件就是数字双胞胎项目开发全生命周期动态仿真的两个基础软件。
让操作员具备应急处理的能力
在多晶硅生产中，精馏装置作为其中关键的工序之一，有像粗分塔、除重塔、除轻塔等各级塔组成，在这样一个拥有复杂装置且都是庞然大物的车间里，有着纵横的管线和物料流动，以及操作员不计其数的判断，每一次操作都至关重要。如何让从未参与过检修开车的新员工快速掌握装置开停车过程的操作技能，需要动手实践配合实际操作才能掌握要点。在日常生产过程中，常规的装置开停车已经需要反复练习，然而培训中不能只针对常见的工厂运营而提供形式化的项目培训，还要针对实际工艺过程中异常情况、过程干扰和设备故障等情境进行考试练习。通过搭建仿真系统环境，定制专有的生产事件、故障等场景，让在岗员工可以随时、反复训练相关应急处理，强化操作人员潜在的肌肉记忆，提高在岗操作员工艺操作应急能力。同时在培训系统的操作过程中监测、定位人员操作问题，从而达到精准、定向化操作培训管理的目的。在拥有完善的动态工艺模拟，以及与实际工厂的控制系统相对一致的这样一套系统上练习操作，可以有效的帮助操作员增强工作信心。
Mimic Train 课程界面
实施前确保程序可靠性
Digital Twin 技术为生产系统潜在变革的验证提供了安全的方法，项目执行中控制系统组态的变更往往会带来组态过失风险，在控制系统组态发生变更后可以在仿真程序当中反复性地开展测试，发现并消除组态差错。
利用Mimic Test Bench，控制系统工程师就可以实现控制系统测试和检测文件制作的自动化作业，在节省时间和成本的同时确保更加稳定连贯而且周全的测试。
同时，艾默生积累了大量多晶硅行业的工艺模型经验，能够为企业工艺工程师提供准确的工艺动态模型，正因如此也能辅助企业进行过程优化及改造研究，利用离线仿真程序对高级控制策略进行测试、微调和确认并最终减轻运行损失。
多用途动态仿真确保项目进度
企业快速发展有时会意味着多晶硅项目的周期遭到压缩，随之而来面临的挑战莫过于如何在达成可靠结果的同时又能在更短时间内满足进度要求。为了配合紧张的项目时间安排并实现效益的大幅度提升，Mimic 支持仿真模型的开发与控制系统组态同步，在开发控制逻辑的同时可搭建仿真模型来测试报警点、范围和比例、PID 循环控制指令、简单与复杂的联锁、顺序控制以及HMI 配置。在项目的早期阶段对这些项目进行测试即可快速而成功地完成工厂验收测试。待测试完毕后，作为数字双胞胎项目中期交付的标准，还可用于培训操作员而无需增加额外投入。大家设想一下，在开车之前，操作员就已经完成基本的培训和上岗考核，这将是多么美妙的事情。与自动化系统组态项目同步开发过程仿真模型，能够带来更大的测试和操作员培训的价值。通过FAT和调试窗口之间使用仿真系统来测试复杂的控制策略，降低启动过程中代价高昂的延迟或跳闸的风险，从而保证项目进度的执行并为运营操作做好万全的准备
监测维护(Maintain Phase)
最终工业网络安全的项目能否成功落地实现价值，关键的因素在于系统的日常运维和管理。艾默生除了可以提供强大的SOC (Security Operations Center)解决方案协助用户打造安全运营中心。更将工业网络安全的预测性监测维护结合进入了DCS的生命周期维护方案-SureService服务包中。艾默生SureService 服务包是一组不同等级的生命周期服务包组合。从基础至高级的不同等级的服务组合为用户提供了选择服务的灵活性，使得用户能够在系统维护、可靠性和性能需求等方面更灵活地选择艾默生本地服务。SureService产品还有助于用户与高级技术专家更深入地沟通交流。艾默生将为用户提供咨询服务，以帮助提高DeltaV系统的可靠性，并更好地管理这些系统的生命周期。
艾默生始终从客户角度出发，提出优化解决方案，让企业了解数字双胞胎解决方案。从项目开始便可利用平行开发的仿真模型对控制系统组态进行有效确认，在新系统上线之前，可以利用同样的仿真系统来对操作员开展新系统培训，以及之后在虚拟工厂中继续测试运行操作的变更和改善，从而确保变更正式上线之前消除这些会造成计划外停机的隐患。我们了解到，多晶硅企业普遍认为数字双胞胎是一项切实可行且回报率高的投资，也正成为企业的标准配置。价值已经显性化，您还在等什么呢？
