横河电机是全球领先的工业自动化和测试测量解决方案供应商，提供一系列提高生产力的软件、生产控制系统、过程分析仪、可编程控制器和测量仪表。横河电机持续推进NYPS精益生产实践和数字化工厂建设，始终强调质量第一和服务至上，致力于“Co-innovating Tomorrow”，坚持与客户共同创造价值。走进横河电机甲府工厂，给考察团成员带来了一次思想的盛宴。
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本文由e-works胡中扬原创发布。
2024年6月25日下午，e-works 第八届日本精益制造考察团参观了全球测量、工业自动化控制和信息系统龙头企业横河电机（YOKOGAWA）的甲府工厂。横河电机生命周期服务业务事业部长谷川崇先生和甲府工厂客户接待负责人丸山武仁先生热情接待了考察团，介绍了公司的整体业务和甲府工厂的情况，带领考察团成员参观了工厂的展厅，介绍了横河电机的工厂能源管理系统，以及各种压力变送器、传感器等产品，演示了产品装配过程如何实现防呆防错，还带领考察团参观了差压、压力传送器的装配线、机加车间、流量计实流试验线和能源控制室等，给考察团成员带来诸多启示。
01
百年企业的成功之道
横河电机是全球领先的工业自动化和测试测量解决方案供应商，提供一系列提高生产力的软件、生产控制系统、过程分析仪、可编程控制器和测量仪表。横河电机创建于1915年，总部设在日本东京，在60个国家和地区设有128家子公司，从制造电表开始，成就了百年大业。成立之初，横河电机就形成了三大价值观，即“质量第一、开拓精神和贡献社会”。1975年，横河电机研制出具有重要意义的集散型控制系统(DCS系统)，到目前已推出9代CENTUM VP系列产品；1991年，横河电机开发出数字化的单晶硅谐振式差压/压力变送器。横河电机的流量计、变送器、分析仪等现场仪表也得到了用户的高度评价，为工业的发展和社会的进步做出了贡献。从1985年开始，横河电机就开始拓展国际市场；从2005年开始，国际业务取得爆发性增长。
2018 年，横河电机宣布"Transformation 2020" 中期经营计划，数字化转型成为其未来的长期战略。横河强调在 lloT、AI 和大数据领域的科技创新。2021 年，横河电机提出 “Accelerate Growth 2023”战略，重点实施 IA2IA （Industrial Automation to Industrial Autonomy），即从工业自动化到工业自主化。2021 年 3 月，横河与 ENEOS Materials 进行了现场联合测试，成为全球第一家在 Al 的自主控制下成功连续运转了 35 天的化工厂。横河电机将把低碳可持续作为战略重点，力争在 2040 年实现自身碳中和。
横河电机工业自动化及控制系统业务以控制系统、基于解决方案的软件、数据采集系统、现场仪表、过程分析仪和生命科学和信息解决方案等为主。
其中，控制系统主要以数字化的协同信息服务器和 DCS 系统为核心，并涵盖安全仪表系统和 SCADA 系统等自动化产品；基于解决方案的软件产品种类众多，包括实时数据库，生产管理MES/MOM系统以及所涵盖的生产安全管理、供应链管理、能源和碳管理、设备管理、网络安全管理等管理软件；数据采集系统则主要包括电压、电流、功率等电气测量和通过传感器进行的测量，广泛支持网络协议，
以流量计等为代表的现场仪表也实现了在线模式；过程分析仪是工业过程分析的在线工具，横河电机拥有全面的传感器和在线分析仪系列；在生命科学方面，横河电机的高通量分析系统和共聚焦技术提供了高 速、高分辨率的活细胞成像；信息系统解决方案则是通过客户定制， 努力将管理效率和企业价值最大化。横河电机提供产品加服务结合的解决方案，紧跟数字化转型的浪潮。同时，横河电机也提供技术支持服务和维护服务，关注以延长工厂生命周期为目的可持续计划服务。
横河电机在工业自动化与控制业务上具有全球声誉，为能源、化工、材料、制药和食品等多个行业的客户提供测量、控制和信息领域的先进解决方案。目前，横河电机的核心业务划分为三个板块：能源与可持续发展、材料和生命科学。
2022年，横河电机组建了数字公司，除为客户提供数字化解决方案，也正在推进将横河电机全球所有18家横河电机制造工厂转变为数字化工厂。
横河电机的数字化转型服务
横河电机提出“Co-innovating tomorrow（和客户共创未来）”理念，致力于帮助客户解决日益复杂的生产、运营管理、资产、能源和供应链优化等问题。
工作人员向考察团员介绍横河电机发展历程
02
走进甲府工厂
领略横河电机的智能制造实践
横河电机甲府工厂是横河电机在日本最大的生产基地之一，主要负责开发和制造现场设备、现场无线设备、示波器、光谱分析仪和其他测量仪器。凭借“利用IT实现生产线能源零浪费”，甲府工厂曾荣获日本经济产业大臣奖。
横河电机客户接待负责人丸山武仁先生介绍了公司的整体业务和甲府工厂的概况，解读了NYPS（新横河生产系统）的理念与实施路径，并带领考察团参观了工厂展厅，详细介绍了各种压力变送器、传感器等产品。丸山先生为大家演示了如何通过扫码来识别变送器的信息，并通过三维动画高效简单地装配产品，展示了如何通过条码追溯和安灯系统进行防呆防错。
丸山先生还带领考察团深入甲府工厂，参观了生产车间的精益生产和数字化应用。其中，甲府工厂的压差和压力传感器生产采用了柔性自动化装配线，机加工车间广泛应用了柔性制造系统（FMS），流量计生产实现了自动测试，能源控制室采用横河电机的DCS系统实时监控能源消耗情况和空压机的压力，并将横河电机的记录仪、流量计用到排水系统中，实现了废水处理和再利用。参观过程中，丸山先生给考察团成员展示了在室外的设备中使用的即插即用的Sushi（寿司）传感器，引起大家浓厚的兴趣。
丸山先生现场演示装配和检测压力变送器
03
灵活且自适应的“NYPS”精益生产实践
横河电机甲府工厂建立于上世纪70年代，从1981引入了源自丰田生产方式的NYPS活动（New Yokogawa Production System），该活动是在以为人本和排除浪费的NPS(New Production Skill）基本思想基础上，对订单信息进行彻底管理，使产品数量平均化、通过信息和物品一体化的生产线整修等措施，使混合生产方式更加简练，进一步加强开发、物流、销售等前工序和后工序之间的合作，由此对产品制造全流程中的生产方式进行改善。NYPS的核心思想是通过“浪费的排除”、在“买方市场”中追求“利益最大”和“成本最低”。只在“必要的时候”按照“必要的数量”生产或运送“必要的产品”以周期时间生产向下一道工序流动。开展NYPS活动可以提升员工的改善能力并将改善后的成果水平化展开，以加速改善的整体效果。
NYPS的两大支柱
NYPS示意图 （图像来自横河电机官网）
NPS改善示例图
04
与客户共创造价值的
卓越技术和解决方案品牌 OpreX
OpreX是横河电机工业自动化和控制业务的全新综合品牌。OpreX综合品牌包括转型、控制、测量、执行和生命周期五大类，其中包括25个产品、服务和解决方案系列。该阵容涵盖了从业务管理到运营的所有内容。横河推出该品牌的目的是积极适应和推进从工业自动化向工业自主化的转变，将业务中心扩展到助力客户实现数字化转型。
OpreX系统的五大类功能
OpreX转型系列产品通过整合基于一流领域知识、丰富行业专业知识和生产自动化解决方案的管理咨询服务，能够提供优化运营和提高企业价值所需的支持。OpreX控制系列提供非常可靠的控制技术，能够快速响应管理和操作的变化，并为工厂运行的高效、高质量、安全性和稳定性奠定基础；OpreX测量系列集成运营技术(OT)和信息技术(IT)的高度可靠的测量技术实现价值提升。OpreX执行系列具有创新的、处于世界前列的项目实施能力；OpreX生命周期 系列支持客户可以在整个工厂生命周期内实现稳定高效运行所需的高效率维护。
05
汇聚百年专业知识的测量产品
凭借高度可靠的测量技术，横河电机能够提供广泛的产品解决方案，通过将运营技术（OT）和信息技术（IT）相结合，为客户带来价值。其中，DPharp EJX系列/EJA系列配备了由横河电机最初开发和设计的硅谐振传感器作为压力传感元件，并传输和传输对应于被测压差和压差的4~20 mA直流模拟或数字信号。DPharp EJX系列是下一代智能差压和压力变送器，它进一步发展了硅谐振传感器，配备了多传感功能，可以使用单个传感器同时测量差压和静压，并实现了更小的尺寸、更轻的重量和更高的功能，符合各种防爆和本质安全标准。
差压/压力变送器产品
Sushi传感器是一款紧凑型无线设备，具有集成的传感和通信功能，可用于监控工厂设备的振动和表面温度Sushi传感器对工业物联网进行优化，可在线监控设备运行状况，通过早期检测异常迹象，帮助改善设备维护并防止故障。Sushi Sensor包括振动、温度和压力等各种类型的传感器，可提供多种类型的传感器持续监控设备状态，用于检测设备状况。它具有良好的环境适应性，可以通过远程无线通信，收集分布在宽广的工厂里的设备数据。在保持设备健康的同时，提高工厂生产效率，是确保业务良好持续运行的关键。
在横河电机的厂区里，考察团员们看到了在水电气的输送管上都加装了若干Sushi Sensor。横河电机同时还利用AI产品来处理Sushi Sensor收集到的数据，检测设备异常。将来，还可以利用人工智能将设备数据用于故障预测和维护决策支持等应用。
Sushi Sensor
06
打造绿色的可持续发展平台——FEMS系统
从上世纪就是年代开始，甲府工厂一直从事节能活动，通过引进和使用能源消耗可视化系统，不断开展组织改进活动，取得了很大成果。1900年以来，产值翻了一番，但二氧化碳的排放量几乎保持不变。这都得益于甲府工厂系统化、持续的节能活动以及横河电机最新的节能技术和解决方案为这些减排活动提供支持。持续的能源改进从初始通过改善逆变器等节能等公用设备的运行，并经常关掉不必要的灯开始，到通过引入能源管理系统，通过可视化生产线上消耗的能源，到现在的基于生产计划预测能源消耗的系统，甲府工厂在能源管理上一直在持续努力。
横河电机的工厂能源管理系统（FEMS）可以检查各种粒度（如设备、产品类型和批次）的能源使用情况和二氧化碳排放量，从而支持平滑分析。FEMS可以轻松且容易地制定措施，从而实现不间断的改进活动。FEMS具有可视化和验证、分析支持、优化、执行四大功能。可视化功能可以收集、计算和积累必要的数据，以及以表格和图表的形式输出数据。使用收集的数据来监控 KPI 并验证改进的有效性；分析支持功能帮助操作人员找到需要改进的地方的功能，例如从数据中提取异常部分。优化功能可以设定点引导显示、能耗预测等功能；执行功能可将优化计算的结果输出到控制单元并自动执行的函数。这些强大的功能帮助横河电机不断进行能源的持续改善。
横河电机引入FEMS进行持续节能工作示意图
07
后 记
横河电机作为全球领先的智能制造解决方案领导厂商，提供从测量到控制的硬件产品到面向流程工业的DCS控制系统和MES软件，从工业自动化到数字化转型的整体解决方案，并提出从工业自动化到工业自主化的转型理念。同时，横河电机持续推进NYPS精益生产实践和数字化工厂建设，始终强调质量第一和服务至上，致力于“Co-innovating Tomorrow”，坚持与客户共同创造价值。走进横河电机甲府工厂，给考察团成员带来了一次思想的盛宴。
考察团在甲府工厂的合影
