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西門子（中國）有限公司數(shù)字化工廠集團(tuán)及過程工業(yè)與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)工業(yè)客戶服務(wù)部總經(jīng)理王飆

由于制造業(yè)起點(diǎn)所處的不同高度，目前中國制造業(yè)企業(yè)在運(yùn)營維護(hù)方面與西方發(fā)達(dá)國家的企業(yè)還存在差距。在新的經(jīng)濟(jì)大環(huán)境下，運(yùn)營維護(hù)成本（OPEX）越來越關(guān)乎企業(yè)的盈利性和收益，而人工成本上升，能源壓力加重，利潤空間稀薄，促使企業(yè)不得不尋求一種更可持續(xù)的運(yùn)維方式來應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。數(shù)字化運(yùn)維服務(wù)正成為主要的自動(dòng)化控制和驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品廠商競逐存量市場的高地。“通過數(shù)據(jù)分析創(chuàng)造價(jià)值。”正如西門子（中國）有限公司數(shù)字化工廠集團(tuán)及過程工業(yè)與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)工業(yè)客戶服務(wù)部總經(jīng)理王飆所言，“以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)的工業(yè)服務(wù)將助力中國企業(yè)在邁往‘工業(yè)4.0’的道路上提升數(shù)字化競爭力。”

預(yù)防性維護(hù)——

前瞻性的確保設(shè)備的可用性

西門子工業(yè)產(chǎn)品的覆蓋面非常廣泛。基于用戶的基本產(chǎn)品運(yùn)行數(shù)據(jù)，比如運(yùn)行時(shí)間，產(chǎn)品故障率及產(chǎn)品生命周期等，實(shí)施產(chǎn)品的預(yù)防性維護(hù)可以確保設(shè)備的使用效率，其方法簡單且有效。在產(chǎn)品層面，例如驅(qū)動(dòng)、伺服電機(jī)、電主軸，用戶需要通過預(yù)維護(hù)延長設(shè)備使用壽命，降低連續(xù)加工時(shí)的停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，并降低因嚴(yán)重?fù)p壞造成的維修成本損失。在工廠設(shè)備的系統(tǒng)層面，可用性往往不取決于系統(tǒng)中最穩(wěn)定的環(huán)節(jié)，相反它是由最薄弱的環(huán)節(jié)決定的。因此，分析及判斷系統(tǒng)中的短板效應(yīng)是系統(tǒng)性預(yù)防維護(hù)的關(guān)鍵，它的目的是確保整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行在一個(gè)一致的穩(wěn)定狀態(tài)。例如，西門子為江蘇某民營鋼鐵企業(yè)客戶中厚板系統(tǒng)提供的預(yù)防性維護(hù)，最初是從單個(gè)產(chǎn)品維護(hù)開始，不斷擴(kuò)大到了80套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，80臺(tái)中大型電機(jī)，150套驅(qū)動(dòng)模塊。西門子服務(wù)專家通過從系統(tǒng)獲得的多方位數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，結(jié)合現(xiàn)場和系統(tǒng)的診斷分析，進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的深度維護(hù)、電機(jī)的檢查和維修、系統(tǒng)的優(yōu)化，并為該鋼廠的運(yùn)維班組組織了交流和培訓(xùn)。通過對系統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)，該鋼廠中厚板系統(tǒng)的產(chǎn)品級(jí)故障和系統(tǒng)級(jí)故障明顯降低，縮短了非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間，減少了備件支出和緊急維修費(fèi)用。

產(chǎn)品升級(jí)改造——

有效提高單體設(shè)備的使用效率

西門子產(chǎn)品龐大的存量市場為主動(dòng)的產(chǎn)品升級(jí)改造服務(wù)業(yè)務(wù)提供了重要的“裝機(jī)數(shù)據(jù)”。西門子SIMOVERT S，是一款非常穩(wěn)定可靠的電流源型中壓變頻器產(chǎn)品，在國內(nèi)市場有很大的裝機(jī)量，廣泛應(yīng)用于高爐鼓風(fēng)機(jī)、軋機(jī)、空分機(jī)、擠出機(jī)、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等。由于電子器件的不斷更新，SIMOVERT S于2008年停產(chǎn)退市，并由SINAMICS GL150替代。2007年，中石化青島煉化從西門子采購了SIMOVERT S變頻系統(tǒng)，用于催化裝置備用主風(fēng)機(jī)電機(jī)軟啟動(dòng)環(huán)節(jié)。2015年7月，西門子升級(jí)改造團(tuán)隊(duì)配合青島煉化每隔4年的例行計(jì)劃大修期，只用了12天就完成了對SIMOVERT S變頻系統(tǒng)的“部分”升級(jí)改造項(xiàng)目。該項(xiàng)目主要是移除SIMOVERT S變頻系統(tǒng)中現(xiàn)有的控制柜，并安裝新的SINAMICS GL150的控制柜；保持設(shè)備原來的現(xiàn)場設(shè)計(jì)布局，現(xiàn)場基本沒有其他基礎(chǔ)工作；新舊控制柜整體更換，現(xiàn)場切換時(shí)間短；用戶的生產(chǎn)流程和工藝接口無需改變，降低了70%故障率，減少了60%意外停機(jī)時(shí)間。同時(shí)，保留SIMOVERT S原來的功率柜，以節(jié)省改造費(fèi)用，并更新柜內(nèi)的一些元件， 升級(jí)所有線纜連接等。“部分”升級(jí)改造后的SIMOVERT S變頻系統(tǒng)性能和西門子新一代SINAMICS GL150變頻系統(tǒng)的性能基本相當(dāng)，將備件利用率提高到了100%，還獲得了最新的技術(shù)支持和服務(wù)保證，降低維護(hù)費(fèi)用，提高生產(chǎn)設(shè)備的可靠性，提高了生產(chǎn)效率和利潤，延長了設(shè)備的壽命，所投入的成本則比更換整套SINAMICS GL150變頻系統(tǒng)大幅節(jié)約。

工廠節(jié)能現(xiàn)代化改造——

有效提高工廠運(yùn)行的生產(chǎn)效率

談到工廠的升級(jí)改造，王飆舉了西北三大鋼鐵集團(tuán)之一的陜西龍門鋼鐵集團(tuán)（以下簡稱龍鋼）節(jié)能改造的例子。西門子根據(jù)龍鋼當(dāng)前的能耗成本，定向采集了設(shè)備能耗數(shù)據(jù)，并進(jìn)行了節(jié)能率分析。基于這個(gè)分析，西門子為龍鋼制定了節(jié)能改造方案，設(shè)定了節(jié)能目標(biāo)和節(jié)能措施。為了消除龍鋼對支付改造所需的高額成本的顧慮，西門子為龍鋼設(shè)計(jì)了一種創(chuàng)新合作模式——“節(jié)能效益分享”業(yè)務(wù)模式，即龍鋼與西門子簽訂6年的合同，共享燒結(jié)風(fēng)機(jī)變頻器改造的節(jié)能收益。燒結(jié)風(fēng)機(jī)的變頻器設(shè)備由西門子先行提供，龍鋼在項(xiàng)目前期不需要花一分錢。在合同執(zhí)行的6年期間，西門子與龍鋼按比例進(jìn)行節(jié)能收益分成，來償還西門子提供的設(shè)備成本。6年合同期滿后，西門子退出今后的節(jié)能收益分成，改造項(xiàng)目中的設(shè)備以及后續(xù)產(chǎn)生的節(jié)能收益均歸龍鋼所有。目前為止，根據(jù)測定的節(jié)能指標(biāo)來看，龍鋼每個(gè)月穩(wěn)定在16%左右的節(jié)能率均超過了合同預(yù)期。以此計(jì)算，西門子將每年幫助龍鋼節(jié)省15,800噸標(biāo)準(zhǔn)煤，并減少了相應(yīng)的二氧化碳排放，如兌換為710千瓦時(shí)，即一天3萬，一年900萬，6年5000萬以上的節(jié)能收益。西門子還為龍鋼提供了5年的免費(fèi)維護(hù)，降低企業(yè)運(yùn)維費(fèi)用，將龍鋼設(shè)備的生命使用周期又延長了15年。自龍鋼節(jié)能升級(jí)改造項(xiàng)目后，西門子繼續(xù)將這一成功模式和技術(shù)解決方案復(fù)制到其他有強(qiáng)烈節(jié)能愿望的鋼廠企業(yè)。

通過資產(chǎn)優(yōu)化服務(wù)——

有效提高資產(chǎn)可用性

在談到減少設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間、提高企業(yè)資產(chǎn)可用性這個(gè)重要話題時(shí)，王飆興致勃勃地和記者分享了另外一種創(chuàng)新的合作模式，即建立備件共享平臺(tái)。他進(jìn)一步解釋：“現(xiàn)如今設(shè)備維護(hù)成本在整個(gè)工廠運(yùn)營成本中所占的比例達(dá)到了15%，甚至超過了采購成本，成為企業(yè)難以承受之重。還是以鋼鐵企業(yè)為例，這些企業(yè)所需的設(shè)備都比較相似，以前每家公司都要分別存儲(chǔ)一定數(shù)量的相同備件，但這些備件可能很多年都用不到。而基于iBase和備件庫存的數(shù)據(jù)分析揭示這一行業(yè)企業(yè)運(yùn)維中的重要信息，如產(chǎn)品生命周期變化、關(guān)鍵備件的缺失等，通過多種技術(shù)服務(wù)如備件庫存優(yōu)化、庫存共享、預(yù)防性維護(hù)、改造等，西門子可以幫助用戶在優(yōu)化運(yùn)維投資的前提下，前瞻性地確保設(shè)備的可用性，比如根據(jù)設(shè)備備件的通用性，這些鋼鐵企業(yè)與西門子簽訂《服務(wù)框架協(xié)議》后，可以將儲(chǔ)備備件數(shù)量從原來的3個(gè)減少到1個(gè)，依托西門子備件共享平臺(tái)，不再需要像以往那樣占用運(yùn)維預(yù)算去儲(chǔ)備備件，而只需支付給西門子一定的管理費(fèi)，就可以享受到及時(shí)的備件服務(wù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維投資和設(shè)備可用性的平衡。”

喚醒沉睡的數(shù)據(jù)——

構(gòu)架更高效的未來工廠運(yùn)營維護(hù)

今天，我們已經(jīng)處在數(shù)字化時(shí)代。創(chuàng)新的數(shù)字化應(yīng)用在社交網(wǎng)絡(luò)、媒體和娛樂、電子商貿(mào)、交通出行等領(lǐng)域持續(xù)引發(fā)著變革。“中國制造2025”為中國制造業(yè)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)變指引了方向。企業(yè)老總和工廠運(yùn)維經(jīng)理終于發(fā)現(xiàn)并確信：原來在生產(chǎn)制造過程中，產(chǎn)品和系統(tǒng)不斷產(chǎn)生著海量運(yùn)行數(shù)據(jù)，但如果無法準(zhǔn)確收集到這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果作為企業(yè)日常決策參考， 這些寶貴的數(shù)據(jù)資產(chǎn)只會(huì)一直沉睡在那里。目前只有3.5%的設(shè)備制造企業(yè)能夠做到持續(xù)監(jiān)視其在全球各地的設(shè)備“艦隊(duì)”，處理和分析海量的數(shù)據(jù)。對于大多數(shù)企業(yè)來說，他們將如何喚醒沉睡中的數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)創(chuàng)造價(jià)值，提升企業(yè)競爭力呢？

2016年，西門子推出了MindSphere平臺(tái)。這是一個(gè)開放的生態(tài)系統(tǒng)，允許包括西門子在內(nèi)的，如工業(yè)最終用戶、原始設(shè)備制造商（OEM）、系統(tǒng)集成商（SI）等不同企業(yè)將其作為數(shù)字化服務(wù)，譬如預(yù)防性維護(hù)、能源數(shù)據(jù)管理以及工廠資源優(yōu)化的基礎(chǔ)。 MindSphere平臺(tái)可收集自動(dòng)化數(shù)控、驅(qū)動(dòng)、通訊等設(shè)備上傳的海量數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題并找到解決方法。特別是，機(jī)械設(shè)備制造商及工廠建造者可以通過該平臺(tái)監(jiān)測其設(shè)備機(jī)群，以便在全球范圍內(nèi)有效提供服務(wù)，縮短設(shè)備停工時(shí)間。“通過工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)、安全解決方案和基于MindSphere對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、智能評估，西門子可以幫助客戶實(shí)現(xiàn)數(shù)字化企業(yè)轉(zhuǎn)型。”王飆表示，“全新的服務(wù)模式為廠商與用戶溝通搭建了橋梁。未來，西門子工業(yè)服務(wù)將繼續(xù)基于大數(shù)據(jù)，與用戶共同探索創(chuàng)新的服務(wù)模式，幫助他們優(yōu)化管理、輔助正確決策，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的最佳運(yùn)營效果。”

王飆所執(zhí)掌的工業(yè)服務(wù)團(tuán)隊(duì)同時(shí)服務(wù)于西門子數(shù)字化工廠集團(tuán)及過程工業(yè)與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)，共有600余人，目前可以提供7×24小時(shí)熱線支持、網(wǎng)站支持、亞太支持中心、技術(shù)培訓(xùn)中心、維修服務(wù)、現(xiàn)場服務(wù)及備件中心七位一體的工業(yè)服務(wù)。王飆直言：“現(xiàn)在的隊(duì)伍還不夠，西門子將繼續(xù)擴(kuò)充工業(yè)服務(wù)的工程師隊(duì)伍，尤其要引進(jìn)一些數(shù)字化服務(wù)的人才。”這主要取決于他對中國工業(yè)服務(wù)市場的樂觀態(tài)度：“以西門子為例，兩年以前，服務(wù)業(yè)務(wù)大概占總業(yè)務(wù)的5％左右，今年的比重就基本達(dá)到了10%。在個(gè)別的業(yè)務(wù)部門甚至占到了15%的比重。我認(rèn)為在中國目前的市場環(huán)境下，升級(jí)改造仍將帶來工業(yè)服務(wù)市場的進(jìn)一步增長。隨著工廠數(shù)字化的興起，西門子愿與客戶攜手，通過去喚醒沉睡的數(shù)據(jù)，不斷探索數(shù)字化運(yùn)維之道。”

摘自《自動(dòng)化博覽》2016年10月刊