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西門子（中國）有限公司數字化工廠集團及過程工業與驅動集團工業客戶服務部總經理王飆

由于制造業起點所處的不同高度，目前中國制造業企業在運營維護方面與西方發達國家的企業還存在差距。在新的經濟大環境下，運營維護成本（OPEX）越來越關乎企業的盈利性和收益，而人工成本上升，能源壓力加重，利潤空間稀薄，促使企業不得不尋求一種更可持續的運維方式來應對這些挑戰。數字化運維服務正成為主要的自動化控制和驅動產品廠商競逐存量市場的高地。“通過數據分析創造價值。”正如西門子（中國）有限公司數字化工廠集團及過程工業與驅動集團工業客戶服務部總經理王飆所言，“以數據為驅動的工業服務將助力中國企業在邁往‘工業4.0’的道路上提升數字化競爭力。”

預防性維護——

前瞻性的確保設備的可用性

西門子工業產品的覆蓋面非常廣泛。基于用戶的基本產品運行數據，比如運行時間，產品故障率及產品生命周期等，實施產品的預防性維護可以確保設備的使用效率，其方法簡單且有效。在產品層面，例如驅動、伺服電機、電主軸，用戶需要通過預維護延長設備使用壽命，降低連續加工時的停機風險，并降低因嚴重損壞造成的維修成本損失。在工廠設備的系統層面，可用性往往不取決于系統中最穩定的環節，相反它是由最薄弱的環節決定的。因此，分析及判斷系統中的短板效應是系統性預防維護的關鍵，它的目的是確保整個系統運行在一個一致的穩定狀態。例如，西門子為江蘇某民營鋼鐵企業客戶中厚板系統提供的預防性維護，最初是從單個產品維護開始，不斷擴大到了80套驅動系統，80臺中大型電機，150套驅動模塊。西門子服務專家通過從系統獲得的多方位數據進行深度分析，結合現場和系統的診斷分析，進行了驅動系統的深度維護、電機的檢查和維修、系統的優化，并為該鋼廠的運維班組組織了交流和培訓。通過對系統的預防性維護，該鋼廠中厚板系統的產品級故障和系統級故障明顯降低，縮短了非計劃停機時間，減少了備件支出和緊急維修費用。

產品升級改造——

有效提高單體設備的使用效率

西門子產品龐大的存量市場為主動的產品升級改造服務業務提供了重要的“裝機數據”。西門子SIMOVERT S，是一款非常穩定可靠的電流源型中壓變頻器產品，在國內市場有很大的裝機量，廣泛應用于高爐鼓風機、軋機、空分機、擠出機、風機、壓縮機等。由于電子器件的不斷更新，SIMOVERT S于2008年停產退市，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，用于催化裝置備用主風機電機軟啟動環節。2015年7月，西門子升級改造團隊配合青島煉化每隔4年的例行計劃大修期，只用了12天就完成了對SIMOVERT S變頻系統的“部分”升級改造項目。該項目主要是移除SIMOVERT S變頻系統中現有的控制柜，并安裝新的SINAMICS GL150的控制柜；保持設備原來的現場設計布局，現場基本沒有其他基礎工作；新舊控制柜整體更換，現場切換時間短；用戶的生產流程和工藝接口無需改變，降低了70%故障率，減少了60%意外停機時間。同時，保留SIMOVERT S原來的功率柜，以節省改造費用，并更新柜內的一些元件， 升級所有線纜連接等。“部分”升級改造后的SIMOVERT S變頻系統性能和西門子新一代SINAMICS GL150變頻系統的性能基本相當，將備件利用率提高到了100%，還獲得了最新的技術支持和服務保證，降低維護費用，提高生產設備的可靠性，提高了生產效率和利潤，延長了設備的壽命，所投入的成本則比更換整套SINAMICS GL150變頻系統大幅節約。

工廠節能現代化改造——

有效提高工廠運行的生產效率

談到工廠的升級改造，王飆舉了西北三大鋼鐵集團之一的陜西龍門鋼鐵集團（以下簡稱龍鋼）節能改造的例子。西門子根據龍鋼當前的能耗成本，定向采集了設備能耗數據，并進行了節能率分析。基于這個分析，西門子為龍鋼制定了節能改造方案，設定了節能目標和節能措施。為了消除龍鋼對支付改造所需的高額成本的顧慮，西門子為龍鋼設計了一種創新合作模式——“節能效益分享”業務模式，即龍鋼與西門子簽訂6年的合同，共享燒結風機變頻器改造的節能收益。燒結風機的變頻器設備由西門子先行提供，龍鋼在項目前期不需要花一分錢。在合同執行的6年期間，西門子與龍鋼按比例進行節能收益分成，來償還西門子提供的設備成本。6年合同期滿后，西門子退出今后的節能收益分成，改造項目中的設備以及后續產生的節能收益均歸龍鋼所有。目前為止，根據測定的節能指標來看，龍鋼每個月穩定在16%左右的節能率均超過了合同預期。以此計算，西門子將每年幫助龍鋼節省15,800噸標準煤，并減少了相應的二氧化碳排放，如兌換為710千瓦時，即一天3萬，一年900萬，6年5000萬以上的節能收益。西門子還為龍鋼提供了5年的免費維護，降低企業運維費用，將龍鋼設備的生命使用周期又延長了15年。自龍鋼節能升級改造項目后，西門子繼續將這一成功模式和技術解決方案復制到其他有強烈節能愿望的鋼廠企業。

通過資產優化服務——

有效提高資產可用性

在談到減少設備故障停機時間、提高企業資產可用性這個重要話題時，王飆興致勃勃地和記者分享了另外一種創新的合作模式，即建立備件共享平臺。他進一步解釋：“現如今設備維護成本在整個工廠運營成本中所占的比例達到了15%，甚至超過了采購成本，成為企業難以承受之重。還是以鋼鐵企業為例，這些企業所需的設備都比較相似，以前每家公司都要分別存儲一定數量的相同備件，但這些備件可能很多年都用不到。而基于iBase和備件庫存的數據分析揭示這一行業企業運維中的重要信息，如產品生命周期變化、關鍵備件的缺失等，通過多種技術服務如備件庫存優化、庫存共享、預防性維護、改造等，西門子可以幫助用戶在優化運維投資的前提下，前瞻性地確保設備的可用性，比如根據設備備件的通用性，這些鋼鐵企業與西門子簽訂《服務框架協議》后，可以將儲備備件數量從原來的3個減少到1個，依托西門子備件共享平臺，不再需要像以往那樣占用運維預算去儲備備件，而只需支付給西門子一定的管理費，就可以享受到及時的備件服務，實現運維投資和設備可用性的平衡。”

喚醒沉睡的數據——

構架更高效的未來工廠運營維護

今天，我們已經處在數字化時代。創新的數字化應用在社交網絡、媒體和娛樂、電子商貿、交通出行等領域持續引發著變革。“中國制造2025”為中國制造業企業的數字化轉變指引了方向。企業老總和工廠運維經理終于發現并確信：原來在生產制造過程中，產品和系統不斷產生著海量運行數據，但如果無法準確收集到這些數據進行分析，并將分析結果作為企業日常決策參考， 這些寶貴的數據資產只會一直沉睡在那里。目前只有3.5%的設備制造企業能夠做到持續監視其在全球各地的設備“艦隊”，處理和分析海量的數據。對于大多數企業來說，他們將如何喚醒沉睡中的數據，讓數據創造價值，提升企業競爭力呢？

2016年，西門子推出了MindSphere平臺。這是一個開放的生態系統，允許包括西門子在內的，如工業最終用戶、原始設備制造商（OEM）、系統集成商（SI）等不同企業將其作為數字化服務，譬如預防性維護、能源數據管理以及工廠資源優化的基礎。 MindSphere平臺可收集自動化數控、驅動、通訊等設備上傳的海量數據并進行分析，及時發現設備問題并找到解決方法。特別是，機械設備制造商及工廠建造者可以通過該平臺監測其設備機群，以便在全球范圍內有效提供服務，縮短設備停工時間。“通過工業通訊網絡、安全解決方案和基于MindSphere對大量數據進行快速、智能評估，西門子可以幫助客戶實現數字化企業轉型。”王飆表示，“全新的服務模式為廠商與用戶溝通搭建了橋梁。未來，西門子工業服務將繼續基于大數據，與用戶共同探索創新的服務模式，幫助他們優化管理、輔助正確決策，實現企業的最佳運營效果。”

王飆所執掌的工業服務團隊同時服務于西門子數字化工廠集團及過程工業與驅動集團，共有600余人，目前可以提供7×24小時熱線支持、網站支持、亞太支持中心、技術培訓中心、維修服務、現場服務及備件中心七位一體的工業服務。王飆直言：“現在的隊伍還不夠，西門子將繼續擴充工業服務的工程師隊伍，尤其要引進一些數字化服務的人才。”這主要取決于他對中國工業服務市場的樂觀態度：“以西門子為例，兩年以前，服務業務大概占總業務的5％左右，今年的比重就基本達到了10%。在個別的業務部門甚至占到了15%的比重。我認為在中國目前的市場環境下，升級改造仍將帶來工業服務市場的進一步增長。隨著工廠數字化的興起，西門子愿與客戶攜手，通過去喚醒沉睡的數據，不斷探索數字化運維之道。”

摘自《自動化博覽》2016年10月刊