这是我们对 Pointfar Automation 总裁 Kash Behdinan 访谈的第二及最后部分，内容关于其公司用于呼吸机制造的数字孪生模型。Pointfar 向有意制造呼吸机的公司免费提供该软件，以帮助填补 COVID-19 大流行导致的短缺。阅读访谈第一部分，请点此。

自动化。 听到这个词，你想到什么？ 答案很大程度上取决于你对我们行业的熟悉度。对自动化行业外许多人，第一个念头可能是： 我的工作会被机器人取代吗？ 这种担忧在全球许多人中合理存在。诚实说，没有简单答案。 国际自动化学会（ISA）目标之一是教育大众了解自动化。我们深入涵盖最佳实践、新技术、工业 4.0 广泛影响等技术层面。似乎却很少讨论房间里那头800 磅大猩猩。今天，让我们直面它。 首先，一点背景 对自动化的焦虑普遍存在。不同背景信仰的人共享它，看看世界事件就明白。自动化频繁见诸新闻，很少是好消息。一位 2020 美国总统候选人竞选致力于证明自动化导致大规模失业。我们看到牛津经济研究院报告预测

制造业受疫情冲击尤为严重。显而易见的影响是工人可能生病，需社交距离和严格健康要求。接着是供应链问题，许多导致零部件或材料短缺。最终，消费者需求未下降，反而激增至前所未有水平。 制造商被迫在资源减少、因疫情流失员工情况下加快节奏。 协作机器人缓解了这一问题，填补人工缺口，将生产力提升至前所未有水平。 协作自动化艺术：协作机器人 协作机器人（Cobot）已存在多年。用途很多，但最大开发原因是解决熟练工短缺导致的劳动力短缺。当然，它们也通过处理不适合人类的任务提升运营效率。 自动化和机器人技术存在更久。技术与汽车制造同义，许多设备首次出现并仍扮演关键角色。然而，大多数经典机器人仅能处理变化极小的重复

运行工业系统的操作团队依赖远程访问设备完成工作，购买时很少考虑非技术、非商业因素。但近期历史表明，设备来源——甚至设备内部组件来源——比我们认知的重要得多。 供应链攻击严重 供应链攻击是针对供应链上游要素获取访问权的网络攻击类别。普通采购设备的人——也许周末调试设备——可能认为风险不足以影响采购决策，但实际影响巨大。 攻击者青睐供应链攻击，因为渗透一个供应商即可访问许多最终用户。例如，Stuxnet 是针对铀浓缩计划用 PLC 的有效供应链攻击。NotPetya 通过税务软件分发，造成默克、圣戈班等组织估计 100 亿美元损失。最近，SUNBURST 通过 SolarWinds 软件分发，给多

前言：安全运营是流程行业的首要关注点 炼油厂和石化厂处理各种危险材料和工艺。其 24/7 连续运营在安全、合规、可靠性方面带来巨大挑战。在持续强调竞争力、产品质量、满足社会稳定供应要求的同时，每个工厂的首要焦点是以安全和环境可持续方式运营。 流程行业数字化：明确的前进道路 过去 5-10 年，各利益相关者对工业 4.0 特征（自动化、机器人部署、IIoT、区块链、云计算、IT/OT 融合）产生浓厚兴趣。领先企业部署了具有强大数据管理系统的自动化业务流程、预防预测分析、数字孪生等。壳牌、埃克森、BP、信实、阿美等公司以分散或集成方式部署这些技术获取整体效益。项目涵盖产量提升、敏捷利润改进机会（P

公司适应不断变化的商业环境的能力，在决定其最终成败中起主要作用。制造企业不断努力提升成功响应客户不断变化的需求偏好、供应链中断、日益激烈的竞争等挑战的能力。 过去，制造企业依赖基准管理、全面质量管理、改善等方法论改进业务和生产流程。这些方法论本质上是人工的，仅帮助工业企业在特定领域实现增量改进。其主要局限在于无法获取所有必要全面信息、处理大量数据、有效分析以做出适当决策。 新兴数字技术——如工业物联网（IIoT）、人工智能等——有潜力帮助制造企业克服这些约束。制造商对这些技术能力日益增强的认知，是当前数字化转型热议的主要原因。 数字化转型是经过深思熟虑后，利用新兴数字技术有意带来全面变革的过程

射频识别（RFID）标签帮助制造商和供应商保持库存监管，同时减少错误和耗时做法。以下真实应用展示该技术能力。 1. 改进汽车零部件追踪 轮胎品牌米其林计划 2023 年前在所有轮胎安装 RFID 标签。公司计划多方式利用 RFID：如轮胎供应商可用数据识别最常安装型号，防止缺货。技术识别具体轮胎，帮助米其林发现磨损过快或有其他缺陷的批次。米其林代表称驾驶员未来可能在仪表盘看到图标，显示汽车具体轮胎信息。 另一案例，梅赛德斯-奔驰与弗劳恩霍夫工厂运行与自动化研究所合作，用 RFID 标签识别生产排程盲点。项目经理快速定位慢点，高效处理并确保必要零件供应，保持生产顺畅。汽车装配线高价值物品多，任何

提到协作机器人（Cobot），我脑海浮现的是在家里游荡吸尘的扫地机器人。我家给扫地拖地机器人加了活动眼珠，取名博蒂。虽其清洁效果存疑，但给两岁孩子带来数小时欢乐，孩子兴奋追逐大喊机器人！ 工业语境下的协作机器人则不同。首先，传统工业机器人通常体型巨大，能在短时间内移动大量重量。因这些机器人不懂人在哪里、在做什么，必须用安全栅栏和光幕防止人进入工作区。这造成全有或全无困境：考虑安装机器人时，该防护区内所有任务必须全自动化或移至他处。一直没有简便方法让人安全地与传统机器人系统协作。这正是协作机器人（Cobot）登场的原因。 协作机器人是专门设计与人类协同工作的新型机器人。经适当风险评估，减少或消除

跨多个垂直行业，混合制造应用受 IIoT 运动显著影响——但难以跟上技术、提供商和最佳实践的格局。从事这些领域的人员至关重要的是快速轻松解决棘手新问题。 国际自动化学会（ISA）2021 IIoT 与智能制造虚拟会议应运而生。全天活动于 2021 年 5 月 11 日，美国东部时间上午 9 点至下午 5 点举行。汇聚跨前沿主题领域的顶尖专家，涵盖智能制造和 IIoT 相关： 驾驭 IIoT 格局 系统设计与架构 网络安全与安全 实施与管理 数字化转型 人工智能 边缘计算 工业通信与网络技术 虚拟形式使全球 IIoT/智能制造专业人士更轻松灵活地参会。任何从业者均可从桌面或移动设备安全舒适地

如果你涉足工业物联网（IIoT），必然会到处看到一个新缩写：MQTT。虽然 MQTT 在自动化领域较新，但已存在 20 多年。最初为从偏远油田获取数据而开发的协议，直到最近才在该利基应用外获得广泛采用。现在它正成为制造业数字化转型项目的主要协议之一。 什么是 MQTT？ MQTT 代表消息队列遥测传输。它是客户端-服务器发布/订阅消息传输协议，被认为是一种轻量级消息协议，用于在有限带宽应用中发送小数据包。其核心是物联网连接核心的 OASIS 标准。 历史 1990 年代末，需要一种轻量级通信协议，能以极低连接速度（可能低至 300 波特）从偏远油田传输数据。策略是利用传输层已有的 TCP 协议

以下讨论是偶尔系列的一部分，展示 ISA 导师计划，由格雷格·麦克米伦撰写，行业顾问、多本过程控制书籍作者、2010 年 ISA 终身成就奖获得者、Solutia 公司（现 Eastman Chemical）退休高级研究员。Greg 将发布 ISA 导师计划的问题和回复，计划参与者贡献内容。

近年来，所有需要昂贵复杂资产的领域——发电机组、喷气发动机、包装机械——都在寻找方案，以减少这些机器的前期资本投入，并将机器制造商和设备供应商与承诺的成果和服务绑定。特别是制造业从大规模生产向大规模定制转变，可能由最终客户动态驱动，此类模式变得必要。这将创造全新商业模式，开启制造商的新时代。 从供给侧——机器制造商角度看，此模式可称为制造业服务化。简单说，服务化是制造商从与产品相关的服务中建立新收入流的商业模式。换言之，制造商拥有集成产品、服务和成果的组合，通过有意识、明确的策略，在与无集成服务的同类产品竞争时创造关键差异化因素。 从消费侧——此类机器购买者角度看，该模式能让他们确信合作伙伴（

“数百万人可无爱生存，无水不可生！”这氢氧分子构成了地球上所有生命形式的基础。无论烹饪还是基本卫生，水的作用无可替代，人类生存完全依赖水。据估计，每年约 340 万人因无法获得清洁饮水而死亡。提供安全饮水是全球挑战，唯有化学提供解决方案。化工行业作为人类福祉，开发出多种水处理化学品，改善清洁饮水获取。 什么是水处理化学品？ 水处理化学品定义虽可两行概括，但过于简略且武断。简述为何我们依赖水处理化学品。 当代对安全淡水需求持续上升，以满足人类需求和支持工业活动。随着城市化和经济发展，现有水供应难以满足日益增长需求。化工行业采用创新水处理方式，使水适合终端用途：饮用、烹饪、灌溉、工业用途等。水处理

“工业革命是文明史上又一次非凡的飞跃，”斯蒂芬·加德纳的名言清晰阐释了工业化如何改变我们生活的方方面面。探讨各种工业技术和工艺时，不得不提锅炉在工业过程中的关键作用。没有这台关键设备，大多数化工和工业过程都不会存在。无论是简单的食品制造还是复杂的核裂变反应，锅炉的作用都是不可或缺的。为确保锅炉长期平稳高效运行，必须对其进行适当处理，否则锅炉将失去效率。 什么是锅炉水处理化学品？ 锅炉效率主要取决于给水质量。未经处理的水（如河水、市政井水、自来水）会对锅炉造成严重损害。因此，必须彻底去除或化学改性未处理水中的各种物质。这是所有化工过程的重要步骤，可避免锅炉潜在损伤。用于处理给水的化学品称为锅炉水

日常生活中，聚氯乙烯（PVC）无处不在：24% 用于管材，19% 用于薄膜和片材，17% 用于型材和管材，10% 用于电线电缆，8% 用于瓶子，5% 用于地板，4% 用于涂层织物，2% 用于模塑制品和乙烯基制品。它是主要塑料材料，广泛应用于建筑、交通、包装、电子电气和医疗领域。 日常生活为何需要 PVC？ 我们使用 PVC 是因为它让生活更安全、舒适、快乐，并有助于节约自然资源。用于汽车部件时，PVC 降低事故受伤风险。在时尚、家具和室内外配件中，PVC 开辟了兼具视觉冲击力和实用性的功能与设计机会。简而言之，PVC 让我们生活得更好、更丰富、或许更美好。 PVC 是谁、如何被发现的？ 187

想象一下，一层新刷的油漆能为你的家带来什么。它不仅为墙面增添色彩，更赋予焕然一新的吸引力，重新定义整个生活空间。油漆是人类最伟大的发明之一，能瞬间改变家居或商业场所的装饰。除了提供奢华墙面效果和鲜艳色彩，油漆背后蕴含着庞大的化学体系，甚至有一整个化学分支专门研究油漆。 油漆的组成 对大多数人来说，油漆只是墙面、汽车或家具木制品的颜色。但现实是，油漆是多种成分的混合物，在制造过程中经历多次变化才成为我们使用的稳定乳液。典型油漆由颜料、溶剂、树脂和添加剂组成，各成分具有独特性质，共同构成稳定乳液。 颜料——赋予油漆颜色 溶剂——使其易于涂刷 树脂——帮助干燥 添加剂——填充物质，也作为抗真菌剂

氖元素由什么组成？ 氖是惰性气体，属于周期表中的稀有气体族。氖是无色气体，无味、无嗅，比空气轻。氖在地壳岩石和大气中含量极少。氖在 -246.048 °C 液化，再低 2.5 °C 凝固。低压下通电，氖气发出亮橙红色光。 氖是如何被发现的？ 氖是通过液化空气分馏分离氩气而发现的。分馏出的气体经高压电激发产生谱线。从未记录过的深红色光表明发现新元素，遂从希腊语 neos（新）命名为氖。 氖在哪里被发现？ 1898 年，英国伦敦大学学院的威廉·拉姆齐和莫里斯·特拉弗斯发现氖。拉姆齐还发现了其他元素。他假设氦和氩之间隐藏着一种元素，可在另一种元素中找到。两人冻结氩样品，减压蒸发，收集残留气体，高压电

硼（B）何时被发现？ 硼于 1808 年被发现。法国化学家约瑟夫-路易·盖-吕萨克、路易-雅克·特纳尔和英国物理学家汉弗里·戴维爵士独立分离出该元素，三人均被认定为发现者。硼是通过钾与硼酸反应制得的。名称源自波斯语 Burah 和阿拉伯语 Buraq，均指 硼砂。硼加热时发绿光，成为烟花的吸引人成分。硼砂是洗涤剂和消毒剂成分。硼原子序数 5，原子量 10.811，元素符号 B。标准状态下为固体，属类金属。 如何获得硼（B）？ 自然界中硼不以单质形式存在。它存在于硼砂、硼酸、硼镁石、硼钙石、水硼钙石和硼酸盐中。火山泉水有时含硼酸。硼酸盐在美国、西藏、智利、土耳其开采，年产量约 200 万吨。某些

1. 什么是黄金？ 金是化学符号 Au、原子序数 79 的元素。纯金是一种致密、明亮、微带红黄色、柔软、可锻、可延展的金属。 化学上，金是过渡元素，属于第 11 族。它是最不活泼的元素之一，标准状态下为固体。 金常以游离单质形式存在，呈颗粒状、在岩石中、石英脉中和冲积矿床中。 金密度 19.3 g/cm³。氧化态从 -1 到 +5。金历史上广泛用作货币、间接交换媒介。 2. 为什么金的符号是 Au？ 英语 Gold 源自盎格鲁-撒克逊语 Gohl，意指 黄、绿或闪亮。金的化学符号 Au 来自拉丁语 Aurum（意为 金），指其颜色从浅黄到闪亮砂岩色或深沉的黄铜色。 3. 地球上哪里有金？ 金在

在元素周期表中，锌的化学符号为 Zn，原子序数 30。各电子层电子数分别为 2, 8, 18, 2。锌的两个价电子负责与其他原子形成键，这由其电子亲和力、电负性和电离能决定。锌易与氧反应生成氧化锌，也能与其他金属元素形成合金，用于工业用途。 1. 锌名称的由来 锌的名称源自德语 Zink。据英国皇家化学学会，它源于波斯语 Seng（意为石头）。Zink 也可能因与德语 Zinn（锡）相关而暗示 类锡。该金属曾被称为印度锡、图坦纳戈、菱锌矿、斯平特等。 2. 锌在地球上的分布 锌约占地壳的 75 ppm（0.0075%），是第 24 丰富的元素。土壤中锌含量 5–770 ppm，平均 64 pp