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数字化能效分析大师

  • 关键词:数字化
  • 摘要:地处中国西南腹地的成都自古便有“天府之国”的美誉。在被香气扑鼻的麻辣火锅和酣畅淋漓的麻将声包围的老城区中,隐藏着一座低调质朴的工厂。

地处中国西南腹地的成都自古便有“天府之国”的美誉。在被香气扑鼻的麻辣火锅和酣畅淋漓的麻将声包围的老城区中,隐藏着一座低调质朴的工厂。它看似外表朴素,实则内藏乾坤:从产品研发、生产、物流配送乃至管理的整个过程都已实现了数字化。这便是西门子工业自动化产品成都生产及研发基地(SEWC)。




数字制造的佼佼者

低廉的劳动力和土地成本已是这座城市的过去式。在数字化浪潮中,SEWC以数字化企业的理念脱颖而出。数字化意味着高效的产品生产、快速的市场响应、满足个性化需求的能力和制造环节的灵活性。这是企业能够在激烈竞争中保持优势的法宝,也是中国制造业的转型方向。


在SEWC,不但设备和产品可以实时沟通,所有生产工序也在数字化解决方案的帮助下得到优化,让每个环节能够紧密互联、精准高效。


在研发部门,工程师使用西门子NX软件对产品进行虚拟设计和组装,实现“可见即可得”,大大缩短了产品从设计到分析的周期。


而在生产线上,刚刚上岗的新人也能在西门子产品生命周期管理软件(PLM)和制造执行系统(MES)的帮助下快速上手。工作人员的电脑上会显示由西门子的MES系统Simatic IT生成并实时更新的电子任务单,帮助他们完成对生产计划的高效调度。生产订单由Simatic IT统一下达,通过与ERP系统的高度集成,实现生产计划、物料管理等数据的实时传送。通过集成对工厂内各个流程的管理,Simatic IT可保证工厂管理与生产的高度协同。


同时,在物料运输环节,西门子数字化物流系统可以利用流水线上的感应器,以及ERP、Simatic IT和仓库管理软件,“指挥”所需物料运送到指定位置,实现过程的全透明、全自动。


有先进科技的保驾护航,数字在各个生产环节中奔流,让工厂的生产效率大大提升。


精益生产的先行者

如今,SEWC已经成为数字化企业的标杆,接下来的目标就是如何用信息化、智能化的手段来增强精益生产和精益管理,而优化能源效率则是通向这个目标的必经之路。


SEWC采用了一种新型工厂数字化服务模式,通过数据分析挖掘企业的节能潜力。这种能效分析服务可通过一个搭载在MindSphere上的应用(App)来实现。


MindSphere是西门子最新推出的基于云的开放式物联网操作系统,作为平台即服务(PaaS),它通过打造一个开放的生态系统,支持合作伙伴和客户在该平台上开发、运营和使用包括能效分析在内的各种数字化服务相关的应用(App),以帮助客户提升设备、产线和工厂效率。


通过安装于工厂各能源环节的传感器,以及包括但不限于SCADA和BAS的其它信息系统,MindSphere能实时采集设备、产线和厂房的能耗数据,借助云端的各种用户界面(UI)工具,第一时间向用户提供高度可视化的能源透明度。在此基础之上,服务提供商和用户的能源专家团队还可以依托云端提供的诸多分析工具,结合自身的行业知识,进行全面深入的分析挖掘,找到能效优化的潜力空间,并提供实现优化的解决方案。


能效分析的践行者

以往企业做节能大多基于项目,需要工作人员到现场诊断,就像传统的“老中医把脉”,哪里有“病”治哪里。最典型的“药方”就是将普通电机替换成高效电机或安装变频器。另一种方式是合同能源管理,即项目团队对客户做出绩效承诺,之后客户以节能效益支付项目团队,但这种方式需要实实在在地帮助客户实施后期项目,是一种“重型”模式。


基于数据的能效分析则完全不同。它是一种以云平台为基础的托管型服务模式,通过安装在工厂各处的传感器,快速高效地收集大量厂房、设备的能耗数据,并将其以图表等可视化手段展现出来。不仅用户自己可以在应用界面中调取相关数据,在用户的许可下,西门子遍布全球的服务团队也同样能够访问这些信息,以便在需要之时为用户提供咨询服务。这就把原来的“老中医”变成了一个“智囊团”。


西门子工业自动化产品成都生产及研发基地总经理李永利表示:“能效分析让工厂变得‘透明’。企业如果想切实提高能效,第一步就是让能源流动‘透明化’。只有知道哪里耗电,才能知道要在哪里节能。能效分析是制定可持续节能举措的基础。”


作为以高度自动化和智能化闻名的标杆工厂,SEWC面临的最大挑战是如何在能效已经很高的生产和运营中寻找进一步提高能效的空间。那么,首先需要解决的问题是要收集哪些数据,以及如何确保数据有效性。



图:西门子工厂数字化服务团队


为此,工厂与能效分析团队从前期就共同商讨、确定后期需要管理的关键业绩指标(KPI),再根据KPI确定需要安装哪些仪表。以此为基础,能效分析团队用了四到六个月的时间对收集到的海量数据进行仔细分辨和检验,去除了由于数据质量产生的波动,确保最后纳入能效分析的是真正有价值的数据。


那么,要如何挖掘这些数据的价值呢?在以往,客户在交付阶段会收到一个可生成多种报表的专家系统。但是,要深入挖掘报表背后的信息则需要一定的专业技能和资源,而这往往会限制客户利用专家系统创造最大价值的能力。


西门子能效分析服务中的托管服务模式能很好地解决这个痛点。依托于MindSphere这一开放平台,分布于各处的服务西门子或其它合作伙伴的既了解制造业生产运营特点和行业知识、又熟悉能源领域的专家,都可以作为一个强大的“智囊团”聚集起来,在经客户授权的前提下访问其能耗数据(也可隐去客户身份信息),把脉问诊,并提供参考意见。


在2016年到2017年间,SEWC每个月或每个季度都会收到一份详尽的能效分析报告,其中不仅包含了相关设备、流程等能源使用情况的图表,还对能耗走向等趋势进行了分析,并给出了进一步挖掘节能潜力的建议。


李永利对这种全新的模式给予了充分肯定:“能效分析团队提供的分析报告让工厂管理层能够快速了解公司能源的流向、节能空间等各方面信息,方便我们从宏观角度制定更有针对性的节能措施。而在战略层面,这种依托云平台及先进数字技术的新模式将帮助我们进一步实现精益管理和精益生产的目标。”


目前,SEWC已作为能效分析的先行者,在节能方面稳步前进。例如,通过分析节假日工厂完全停工时的异常电耗,SEWC发现了一些在非生产时段的能源损失。而通过对制冷和制热设备打开情况的检测,SEWC可以有效避免两种设备同时打开而产生的能耗。


此外,能效分析结果表明,照明与插座的能耗在全厂耗能项目中排第三位。为此,SEWC推行了将员工绩效与工厂能效相联系等一系列措施,希望通过提高全体员工的节能意识来改善照明与插座的耗能状况。这些举措得到了员工的积极响应。现在,无论是休息日、下班后还是短暂的午休时间,员工都会自觉关闭所有非必须的耗电设施。2016年,虽然SEWC员工数量增加且运营面积扩大,来自照明和插座的总耗电量反而下降了5%。


“能效分析在SEWC的成功应用为我们在中国持续推行这种新型服务模式开了一个好头。” 西门子(中国)有限公司数字化工厂集团工厂数字化服务总监李漓表示,“在工厂中,每发现一点节能空间都可以带来巨大的收益。利用能效分析,我们帮助企业将能源利用和资源分配做‘精’,而这将最终带来长久的‘益’。”


发布时间:2017年8月31日 16:47  人气:   审核编辑(王静)
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