西門子(中國)有限公司數(shù)字化工廠集團及過程工業(yè)與驅(qū)動集團工業(yè)客戶服務(wù)部總經(jīng)理王飆
由于制造業(yè)起點所處的不同高度,目前中國制造業(yè)企業(yè)在運營維護方面與西方發(fā)達(dá)國家的企業(yè)還存在差距。在新的經(jīng)濟大環(huán)境下,運營維護成本(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)的運維方式來應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。數(shù)字化運維服務(wù)正成為主要的自動化控制和驅(qū)動產(chǎn)品廠商競逐存量市場的高地。“通過數(shù)據(jù)分析創(chuàng)造價值。”正如西門子(中國)有限公司數(shù)字化工廠集團及過程工業(yè)與驅(qū)動集團工業(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——
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)品運行數(shù)據(jù),比如運行時間,產(chǎn)品故障率及產(chǎn)品生命周期等,實施產(chǎn)品的預(yù)防性維護可以確保設(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、伺服電機、電主軸,用戶需要通過預(yù)維護延長設(shè)備使用壽命,降低連續(xù)加工時的停機風(fēng)險,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)防維護的關(guān)鍵,它的目的是確保整個系統(tǒng)運行在一個一致的穩(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,最初是從單個產(chǎn)品維護開始,不斷擴大到了80套驅(qū)動系統(tǒng),80臺中大型電機,150套驅(qū)動模塊。西門子服務(wù)專家通過從系統(tǒng)獲得的多方位數(shù)據(jù)進行深度分析,結(jié)合現(xiàn)場和系統(tǒng)的診斷分析,進行了驅(qū)動系統(tǒng)的深度維護、電機的檢查和維修、系統(tǒng)的優(yōu)化,并為該鋼廠的運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,該鋼廠中厚板系統(tǒng)的產(chǎn)品級故障和系統(tǒng)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(chǎn)品升級改造——
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的產(chǎn)品升級改造服務(wù)業(yè)務(wù)提供了重要的“裝機數(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)市場有很大的裝機量,廣泛應(yīng)用于高爐鼓風(fēng)機、軋機、空分機、擠出機、風(fēng)機、壓縮機等。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)機電機軟啟動環(huán)節(jié)。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(tǒng)的“部分”升級改造項目。該項目主要是移除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%意外停機時間。同時,保留SIMOVERT S原來的功率柜,以節(jié)省改造費用,并更新柜內(nèi)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(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,降低維護費用,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——
有效提高工廠運行的生產(chǎn)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(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),并進行了節(jié)能率分析。基于這個分析,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)機變頻器改造的節(jié)能收益。燒結(jié)風(fēng)機的變頻器設(shè)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(zhí)行的6年期間,西門子與龍鋼按比例進行節(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,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年的免費維護,降低企業(yè)運維費用,將龍鋼設(shè)備的生命使用周期又延長了15年。自龍鋼節(jié)能升級改造項目后,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)備故障停機時間、提高企業(yè)資產(chǎn)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(chuàng)新的合作模式,即建立備件共享平臺。他進一步解釋:“現(xiàn)如今設(shè)備維護成本在整個工廠運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、改造等,西門子可以幫助用戶在優(yōu)化運維投資的前提下,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,可以將儲備備件數(shù)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(yù)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(wù),實現(xiàn)運維投資和設(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營維護
今天,我們已經(jīng)處在數(shù)字化時代。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)生著海量運行數(shù)據(jù),但如果無法準(zhǔn)確收集到這些數(shù)據(jù)進行分析,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”,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)造價值,提升企業(yè)競爭力呢?
2016年,西門子推出了MindSphere平臺。這是一個開放的生態(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、能源數(shù)據(jù)管理以及工廠資源優(yōu)化的基礎(chǔ)。 MindSphere平臺可收集自動化數(shù)控、驅(qū)動、通訊等設(shè)備上傳的海量數(shù)據(jù)并進行分析,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題并找到解決方法。特別是,機械設(shè)備制造商及工廠建造者可以通過該平臺監(jiān)測其設(shè)備機群,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)進行快速、智能評估,西門子可以幫助客戶實現(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,實現(xiàn)企業(yè)的最佳運營效果。”
王飆所執(zhí)掌的工業(yè)服務(wù)團隊同時服務(wù)于西門子數(shù)字化工廠集團及過程工業(yè)與驅(qū)動集團,共有600余人,目前可以提供7×24小時熱線支持、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)在的隊伍還不夠,西門子將繼續(xù)擴充工業(yè)服務(wù)的工程師隊伍,尤其要引進一些數(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,升級改造仍將帶來工業(yè)服務(wù)市場的進一步增長。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)字化運維之道。”
摘自《自動化博覽》2016年10月刊