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為了節省時(shí)間和金錢(qián)，同時(shí)也為了提高精確度，西門(mén)子正在虛擬世界里建造一座海水脫鹽工廠(chǎng)。

在伊比利亞半島的幾乎每個(gè)地方，水都是一種寶貴的資源。西班牙旱災程度之嚴重、頻率之高，令這片土地不堪其苦。因此，淡水，特別是可供飲用的淡水，尤為寶貴。如今，干涸的水庫、*的飲用水和凋零的田野，已成為西班牙常見(jiàn)的景象。另一方面，淡水的稀缺，也促使西班牙人掌握了海水脫鹽技術(shù)，因為沿著(zhù)其綿長(cháng)的海岸線(xiàn)，這個(gè)國家擁有取之不盡用之不竭的含鹽水資源。

西門(mén)子工業(yè)的Andreas Pirsing博士表示，“幾年前，為了緩解淡水稀缺問(wèn)題，西班牙政府發(fā)起了一項特殊的開(kāi)發(fā)計劃。作為該計劃的一部分，在地中海沿岸新建了約30座海水脫鹽工廠(chǎng)。在選擇承建商時(shí)，西班牙政府有意扶持當地企業(yè)，這樣，便能培育出高水平的技術(shù)專(zhuān)長(cháng)。如今，這些技術(shù)已成功推廣到世界其他地方。”

專(zhuān)家預計，淡水危機將日益嚴峻。這對海水脫鹽市場(chǎng)而言意義重大。盡管2012年，海水脫鹽市場(chǎng)的銷(xiāo)售額僅為184億美元，但Companies & Markets預計，到2020年，這個(gè)數字將增至500億。

西門(mén)子的海水脫鹽業(yè)務(wù)遍及。在新加坡，西門(mén)子工程師在該國政府組辦的節能型海水脫鹽技術(shù)“新加坡挑戰賽”上一舉*。Pirsing說(shuō)：“西門(mén)子還參與了西班牙政府發(fā)起的開(kāi)發(fā)計劃。西門(mén)子工業(yè)為一些工廠(chǎng)配備了自動(dòng)化技術(shù)。其中一座工廠(chǎng)坐落于馬霍卡島的Alcudia。”馬霍卡島是著(zhù)名的旅游勝地，但島上淡水含水層較薄，且“浮”于地下苦堿水之上，因此，對海水脫鹽技術(shù)尤為依賴(lài)。其淡水含水層無(wú)法為眾多游客提供充足的飲用水。

這座位于A(yíng)lcudia的海水脫鹽工廠(chǎng)采用了反滲透技術(shù)來(lái)生產(chǎn)淡水。這項工藝的原理是，通過(guò)施加外部壓力，使海水中的水分子通過(guò)半透膜過(guò)濾析出，而鹽分等大分子物質(zhì)則保留在原溶液中。利用這項工藝，這座海水脫鹽工廠(chǎng)每天可以生產(chǎn)多達1.4萬(wàn)立方米淡水。雖然Alcudia只是地中海沿岸眾多海水脫鹽工廠(chǎng)之一，但它已成為工程設計研究的焦點(diǎn)。Pirsing指出，“西門(mén)子正在以它為個(gè)案，研究一種全新的方法，該方法可能在整個(gè)工程設計界掀起一場(chǎng)革命。”

與諸如空客、博世和戴姆勒等企業(yè)，以及若干高等學(xué)府和德國弗勞恩霍夫協(xié)會(huì )一道，西門(mén)子參與了得到德國教育與研究部資助的SPES_XT（軟件平臺嵌入式系統XT）計劃。該計劃的目標是，將軟件建模方法和工具與用于開(kāi)發(fā)嵌入式軟件的分析技術(shù)無(wú)縫整合起來(lái)。

個(gè)案研究。西門(mén)子的目標是優(yōu)化一種用于規劃海水脫鹽工廠(chǎng)的方法，以在通用IT平臺上，借助一套統一的軟件工具，對彼此協(xié)調的不同工廠(chǎng)組件的虛擬模型進(jìn)行編輯。

Pirsing解釋道，“我們在A(yíng)lcudia工廠(chǎng)采用了這種方法。也就是說(shuō)，我們用某種影子工程設計法來(lái)創(chuàng )建整座工廠(chǎng)的模型，并通過(guò)試驗確定該方法能節省多少時(shí)間和金錢(qián)。Alcudia工廠(chǎng)特別適于進(jìn)行個(gè)案研究，因為我們與客戶(hù)關(guān)系融洽，這確保我們不僅擁有這座工廠(chǎng)部署的西門(mén)子自動(dòng)化系統的全部數據，而且還能獲得其他承包商提供的相關(guān)規劃數據。”

西門(mén)子中央研究院（CT）的Ulrich Lowen博士負責為該個(gè)案研究提供科學(xué)依據，他解釋道，“當我們掌握了全部數據時(shí)，就像Alcudia工廠(chǎng)項目這樣，我們就能輕而易舉地在計算機上規劃整座工廠(chǎng)。已經(jīng)有大量規劃在虛擬世界中執行。這種方法被稱(chēng)為‘基于模型的系統集成’，這意味著(zhù)，首先利用計算機生成的虛擬表達——或稱(chēng)模型，對許多真實(shí)的工廠(chǎng)組件進(jìn)行規劃、組裝和試驗，然后再進(jìn)行實(shí)際安裝。在A(yíng)lcudia工廠(chǎng)個(gè)案研究中，我們已經(jīng)模擬了從井中抽取海水的整個(gè)過(guò)程，以及反滲透工藝的部分過(guò)程。”據Lowen透露，這種模擬的節支效應已初露端倪。Lowen說(shuō)：“像Alcudia工廠(chǎng)這樣的項目，不可能僅憑一個(gè)人的力量就完成詳盡的規劃和實(shí)現。相反，這項任務(wù)需要來(lái)自不同專(zhuān)業(yè)的眾多工程師齊心協(xié)力完成。”

項目參與者包括負責處理物理和化學(xué)過(guò)程的過(guò)程工程師，負責安裝高壓泵和半透膜模塊的系統提供商，以及負責提供自動(dòng)化系統和電源解決方案的管道規劃師和電氣工程師。

Lowen解釋道，“目前，項目參與者分別使用自有工具來(lái)執行相關(guān)任務(wù)。譬如，使用CAD工具進(jìn)行過(guò)程設計和管道建設，使用微軟Excel生成驅動(dòng)器和儀器清單。這些工具以大相徑庭的方式表達系統，包括工藝流程圖、二維或三維模型、電路圖，等等。”

工具之間的不兼容，導致了時(shí)間和金錢(qián)的巨大浪費。這是因為，規劃數據經(jīng)許多不同的人處理，被多次改換格式，輸入新工具以及轉化為多種不同的“語(yǔ)言”。在這個(gè)過(guò)程中，一些信息會(huì )在工具切換之際喪失，并且用戶(hù)有時(shí)也會(huì )曲解規劃數據。Lowen解釋道，“此外，任何突然變化都有可能削弱不同規劃模型之間的*性。譬如，假設負責管道中不計其數的液位傳感器和不同檢測裝置的工程師突然發(fā)現，他需要另一個(gè)液位傳感器。那么，必須將該傳感器及有關(guān)線(xiàn)纜納入工藝工程設計管道、儀器流程圖、自動(dòng)化系統部署計劃、電氣計劃以及管道計劃等。”

為了保證切實(shí)有效地采取這些將會(huì )影響到各式各樣系統模型表達的糾正舉措，模型之間必須彼此協(xié)調。此外，所有工具都必須能在集中式IT平臺上相互溝通。Pirsing說(shuō)：“西門(mén)子是一家能夠提供此類(lèi)集成式設施規劃平臺的企業(yè)——這個(gè)平臺可以將所有彼此獨立開(kāi)發(fā)的工程設計工具匯接起來(lái)。換句話(huà)說(shuō)，西門(mén)子是一家集工程設計之大成的企業(yè)，譬如，被稱(chēng)為‘COMOS’的生命周期工程設計和設施管理系統，以及SIMATIC PCS 7控制系統。正因如此，我們是一家在市場(chǎng)上提供該等工程設計解決方案的企業(yè)。”

技術(shù)推廣?？傮w而言，這種在新型IT平臺上對Alcudia海水脫鹽工廠(chǎng)進(jìn)行整體虛擬規劃、建模和模擬過(guò)程的工程設計技術(shù)，旨在表明該方法的效率和計算出能夠節省多少時(shí)間和金錢(qián)。Pirsing說(shuō)：“我們的項目已完成過(guò)半。如果成功的話(huà)，其結果將不僅影響到海水脫鹽工廠(chǎng)的建設，而且將開(kāi)啟一片嶄新的IT技術(shù)應用天地。解決了截然不同的挑戰的方法，可以輕松推廣用于其他類(lèi)型的設施，如廢水處理廠(chǎng)、泵站和水廠(chǎng)等。此外，這種方法也可推廣用于其他行業(yè)，如石油天然氣、制藥以及化工行業(yè)等。”

結合SPES_XT項目的其他合作伙伴在航空和汽車(chē)等行業(yè)針對類(lèi)似問(wèn)題的研究成果，終將形成一套全面的方法，令整個(gè)工程設計行業(yè)發(fā)生天翻地覆的變化。