西門(mén)子上海代理商6ES73211FH004AA1

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SIEMENS西門(mén)子上海朕鋅電氣設(shè)備有限公司

：鐘濤
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用以實(shí)現(xiàn)重新配置的編程

如今，制造商正承受著越來(lái)越大的壓力。他們必須能夠快速、簡(jiǎn)便地重新配置裝配線及有關(guān)物流過(guò)程。理想情況下，要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠自主完成重新組織。這不僅有助于避免交付瓶頸，且更為根本的是，它有助于企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)上長(zhǎng)盛不衰。

要為新的柔性生產(chǎn)環(huán)境創(chuàng)造條件，生產(chǎn)設(shè)施需要大量數(shù)據(jù)，即關(guān)于什么時(shí)候在什么地方需要哪些部件、如何處理各個(gè)部件，以及機(jī)床和機(jī)器人的不同配置將如何影響工廠的能源需求和相關(guān)電纜布置等的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

如今，隨著越來(lái)越多的生產(chǎn)機(jī)器和過(guò)程實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)且*地輸出信息，自配置的夢(mèng)想也漸行漸近。但在目前，機(jī)器還是必須按指令行事。這個(gè)過(guò)程借由控制代碼實(shí)現(xiàn)。PLM已經(jīng)提供了仿真工具以幫助程序員創(chuàng)建這樣的代碼。然而，由于代碼十分復(fù)雜，它仍需人工編寫(xiě)。要?jiǎng)?chuàng)建這樣的代碼，程序員必須知道每臺(tái)機(jī)器部署在什么地方，機(jī)器如何分組，以及每臺(tái)機(jī)器的服務(wù)歷史。只有先掌握這些信息，程序員才能將機(jī)器重新編程和重新組織，以形成新的配置。Feuer解釋道：“我們將這個(gè)過(guò)程稱為反饋循環(huán)。通過(guò)反饋循環(huán)，我們才能將工廠當(dāng)前的工藝流程，與未來(lái)將要執(zhí)行的工藝流程相關(guān)聯(lián)。”

OptoTech使用了西門(mén)子PLM軟件來(lái)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和優(yōu)化zui大、的精密光學(xué)機(jī)器。這臺(tái)機(jī)器用于生產(chǎn)高精度望遠(yuǎn)鏡鏡面。

復(fù)制粘貼式生產(chǎn)系統(tǒng)

對(duì)反饋循環(huán)的模擬開(kāi)始于獲取部署在生產(chǎn)和物流環(huán)境中的傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù)，然后在云端執(zhí)行模擬。借助PLM及相關(guān)數(shù)字化雙胞胎，用戶可在虛擬世界中模擬幾乎任何應(yīng)用場(chǎng)景。舉例來(lái)說(shuō)，如果制造商想擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，建造第二座生產(chǎn)車間以使產(chǎn)能翻番，PLM可以讓用戶在某種意義上通過(guò)復(fù)制粘貼的方式，創(chuàng)建生產(chǎn)系統(tǒng)。Feuer說(shuō)：“我們可以在世界上任何地方，以同樣的精度建造一座一模一樣的設(shè)施。”正如Feuer的客戶已再三證實(shí)的，zui終的精度水平令人驚嘆。

近年來(lái)，得益于收購(gòu)和自主研發(fā)活動(dòng)，西門(mén)子PLM已經(jīng)大幅提升數(shù)字化雙胞胎的功能。Feuer表示：“這些模擬已變得越來(lái)越全面，現(xiàn)在，它不僅包含了關(guān)于產(chǎn)品幾何形狀的詳盡信息，還包含了關(guān)于其機(jī)械和電子運(yùn)行情況的詳盡信息。這讓我們?cè)絹?lái)越貼近雙胞胎一詞的字面含義。”

Feuer認(rèn)為，在未來(lái)，人工智能將在PLM中扮演更重要的角色。他說(shuō)：“目前，我們正處在一個(gè)激動(dòng)人心的發(fā)展階段，機(jī)器的學(xué)習(xí)能力正在穩(wěn)步提高。”因此，自動(dòng)化技術(shù)目前面臨的zui大挑戰(zhàn)是讓機(jī)器能夠自主編寫(xiě)新的控制代碼。Feuer說(shuō)：“盡管還有很長(zhǎng)的路要走，但我們已心中有數(shù)，知道該怎樣走好這條路。”

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數(shù)字化能效分析大師

——西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品成都生產(chǎn)及研發(fā)基地踐行基于MindSphere的能效分析服務(wù)新模式

SEWC采用新型工廠數(shù)字化服務(wù)模式，通過(guò)數(shù)據(jù)分析挖掘企業(yè)的節(jié)能潛力，進(jìn)一步深化精益生產(chǎn)與精益管理。這種能效分析服務(wù)可通過(guò)一個(gè)搭載在MindSphere上的應(yīng)用（App）實(shí)現(xiàn)

地處中國(guó)西南腹地的成都自古便有“天府之國(guó)”的美譽(yù)。在被香氣撲鼻的麻辣火鍋和酣暢淋漓的聲包圍的老城區(qū)中，隱藏著一座低調(diào)質(zhì)樸的工廠。它看似外表樸素，實(shí)則內(nèi)藏乾坤：從產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、物流配送乃至管理的整個(gè)過(guò)程都已實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。這便是西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品成都生產(chǎn)及研發(fā)基地（SEWC）。

數(shù)字制造的*

低廉的勞動(dòng)力和土地成本已是這座城市的過(guò)去式。在數(shù)字化浪潮中，SEWC以數(shù)字化企業(yè)的理念脫穎而出。數(shù)字化意味著高效的產(chǎn)品生產(chǎn)、快速的市場(chǎng)響應(yīng)、滿足個(gè)性化需求的能力和制造環(huán)節(jié)的靈活性。這是企業(yè)能夠在激烈競(jìng)爭(zhēng)中保持優(yōu)勢(shì)的法寶，也是中國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型方向。

在SEWC，不但設(shè)備和產(chǎn)品可以實(shí)時(shí)溝通，所有生產(chǎn)工序也在數(shù)字化解決方案的幫助下得到優(yōu)化，讓每個(gè)環(huán)節(jié)能夠緊密互聯(lián)、精準(zhǔn)高效。

在研發(fā)部門(mén)，工程師使用西門(mén)子NX軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)和組裝，實(shí)現(xiàn)“可見(jiàn)即可得”，大大縮短了產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到分析的周期。

而在生產(chǎn)線上，剛剛上崗的新人也能在西門(mén)子產(chǎn)品生命周期管理軟件（PLM）和制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的幫助下快速上手。工作人員的電腦上會(huì)顯示由西門(mén)子的MES系統(tǒng)Simatic IT生成并實(shí)時(shí)更新的電子任務(wù)單，幫助他們完成對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃的高效調(diào)度。生產(chǎn)訂單由Simatic IT統(tǒng)一下達(dá)，通過(guò)與ERP系統(tǒng)的高度集成，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃、物料管理等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送。通過(guò)集成對(duì)工廠內(nèi)各個(gè)流程的管理，Simatic IT可保證工廠管理與生產(chǎn)的高度協(xié)同。

在SEWC，不但設(shè)備和產(chǎn)品可以彼此實(shí)時(shí)溝通，所有生產(chǎn)工序也在數(shù)字化解決方案的幫助下得到了優(yōu)化，讓每個(gè)環(huán)節(jié)能夠緊密互聯(lián)、精準(zhǔn)高效。

同時(shí)，在物料運(yùn)輸環(huán)節(jié)，西門(mén)子數(shù)字化物流系統(tǒng)可以利用流水線上的感應(yīng)器，以及ERP、Simatic IT和倉(cāng)庫(kù)管理軟件，“指揮”所需物料運(yùn)送到位置，實(shí)現(xiàn)過(guò)程的全透明、全自動(dòng)。

有*科技的保駕護(hù)航，數(shù)字在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中奔流，讓工廠的生產(chǎn)效率大大提升。

精益生產(chǎn)的*

如今，SEWC已經(jīng)成為數(shù)字化企業(yè)的*，接下來(lái)的目標(biāo)就是如何用信息化、智能化的手段來(lái)增強(qiáng)精益生產(chǎn)和精益管理，而優(yōu)化能源效率則是通向這個(gè)目標(biāo)的必經(jīng)之路。

SEWC采用了一種新型工廠數(shù)字化服務(wù)模式，通過(guò)數(shù)據(jù)分析挖掘企業(yè)的節(jié)能潛力。這種能效分析服務(wù)可通過(guò)一個(gè)搭載在MindSphere上的應(yīng)用（App）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

MindSphere是西門(mén)子推出的基于云的開(kāi)放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，作為平臺(tái)即服務(wù)（PaaS），它通過(guò)打造一個(gè)開(kāi)放的生態(tài)系統(tǒng)，支持合作伙伴和客戶在該平臺(tái)上開(kāi)發(fā)、運(yùn)營(yíng)和使用包括能效分析在內(nèi)的各種數(shù)字化服務(wù)相關(guān)的應(yīng)用（App），以幫助客戶提升設(shè)備、產(chǎn)線和工廠效率。

通過(guò)安裝于工廠各能源環(huán)節(jié)的傳感器，以及包括但不限于SCADA和BAS的其它信息系統(tǒng)，MindSphere能實(shí)時(shí)采集設(shè)備、產(chǎn)線和廠房的能耗數(shù)據(jù)，借助云端的各種用戶界面（UI）工具，*時(shí)間向用戶提供高度可視化的能源透明度。在此基礎(chǔ)之上，服務(wù)提供商和用戶的能源專家團(tuán)隊(duì)還可以依托云端提供的諸多分析工具，結(jié)合自身的行業(yè)知識(shí)，進(jìn)行全面深入的分析挖掘，找到能效優(yōu)化的潛力空間，并提供實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的解決方案。

能效分析的踐行者

以往企業(yè)做節(jié)能大多基于項(xiàng)目，需要工作人員到現(xiàn)場(chǎng)診斷，就像傳統(tǒng)的“老中醫(yī)把脈”，哪里有“”治哪里。zui典型的“藥方”就是將普通電機(jī)替換成高效電機(jī)或安裝變頻器。另一種方式是合同能源管理，即項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)客戶做出績(jī)效承諾，之后客戶以節(jié)能效益支付項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，但這種方式需要實(shí)實(shí)在在地幫助客戶實(shí)施后期項(xiàng)目，是一種“重型”模式。

基于數(shù)據(jù)的能效分析則*不同。它是一種以云平臺(tái)為基礎(chǔ)的托管型服務(wù)模式，通過(guò)安裝在工廠各處的傳感器，快速高效地收集大量廠房、設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)，并將其以圖表等可視化手段展現(xiàn)出來(lái)。不僅用戶自己可以在應(yīng)用界面中調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)，在用戶的許可下，西門(mén)子遍布的服務(wù)團(tuán)隊(duì)也同樣能夠訪問(wèn)這些信息，以便在需要之時(shí)為用戶提供咨詢服務(wù)。這就把原來(lái)的“老中醫(yī)”變成了一個(gè)“智囊團(tuán)”。

西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品成都生產(chǎn)及研發(fā)基地總李永利表示：“能效分析讓工廠變得‘透明’。企業(yè)如果想切實(shí)提高能效，*步就是讓能源流動(dòng)‘透明化’。只有知道哪里耗電，才能知道要在哪里節(jié)能。能效分析是制定可持續(xù)節(jié)能舉措的基礎(chǔ)。”

作為以高度自動(dòng)化和智能化聞名的*工廠，SEWC面臨的zui大挑戰(zhàn)是如何在能效已經(jīng)很高的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)中尋找進(jìn)一步提高能效的空間。那么，首先需要解決的問(wèn)題是要收集哪些數(shù)據(jù)，以及如何確保數(shù)據(jù)有效性。

西門(mén)子工廠數(shù)字化服務(wù)團(tuán)隊(duì)

為此，工廠與能效分析團(tuán)隊(duì)從前期就共同商討、確定后期需要管理的關(guān)鍵業(yè)績(jī)指標(biāo)（KPI），再根據(jù)KPI確定需要安裝哪些儀表。以此為基礎(chǔ)，能效分析團(tuán)隊(duì)用了四到六個(gè)月的時(shí)間對(duì)收集到的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)分辨和檢驗(yàn)，去除了由于數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生的波動(dòng)，確保zui后納入能效分析的是真正有價(jià)值的數(shù)據(jù)。

那么，要如何挖掘這些數(shù)據(jù)的價(jià)值呢？在以往，客戶在交付階段會(huì)收到一個(gè)可生成多種報(bào)表的專家系統(tǒng)。但是，要深入挖掘報(bào)表背后的信息則需要一定的專業(yè)技能和資源，而這往往會(huì)限制客戶利用專家系統(tǒng)創(chuàng)造zui大價(jià)值的能力。

西門(mén)子能效分析服務(wù)中的托管服務(wù)模式能很好地解決這個(gè)痛點(diǎn)。依托于MindSphere這一開(kāi)放平臺(tái)，分布于各處的服務(wù)西門(mén)子或其它合作伙伴的既了解制造業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)和行業(yè)知識(shí)、又熟悉能源領(lǐng)域的專家，都可以作為一個(gè)強(qiáng)大的“智囊團(tuán)”聚集起來(lái)，在經(jīng)客戶*的前提下訪問(wèn)其能耗數(shù)據(jù)（也可隱去客戶身份信息），把脈問(wèn)診，并提供參考意見(jiàn)。

在2016年到2017年間，SEWC每個(gè)月或每個(gè)季度都會(huì)收到一份詳盡的能效分析報(bào)告，其中不僅包含了相關(guān)設(shè)備、流程等能源使用情況的圖表，還對(duì)能耗走向等趨勢(shì)進(jìn)行了分析，并給出了進(jìn)一步挖掘節(jié)能潛力的建議。

李永利對(duì)這種全新的模式給予了充分肯定：“能效分析團(tuán)隊(duì)提供的分析報(bào)告讓工廠管理層能夠快速了解公司能源的流向、節(jié)能空間等各方面信息，方便我們從宏觀角度制定更有針對(duì)性的節(jié)能措施。而在戰(zhàn)略層面，這種依托云平臺(tái)及*數(shù)字技術(shù)的新模式將幫助我們進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)精益管理和精益生產(chǎn)的目標(biāo)。”

目前，SEWC已作為能效分析的*，在節(jié)能方面穩(wěn)步前進(jìn)。例如，通過(guò)分析節(jié)假日工廠*停工時(shí)的異常電耗，SEWC發(fā)現(xiàn)了一些在非生產(chǎn)時(shí)段的能源損失。而通過(guò)對(duì)制冷和制熱設(shè)備打開(kāi)情況的檢測(cè)，SEWC可以有效避免兩種設(shè)備同時(shí)打開(kāi)而產(chǎn)生的能耗。

此外，能效分析結(jié)果表明，照明與插座的能耗在全廠耗能項(xiàng)目中排第三位。為此，SEWC推行了將員工績(jī)效與工廠能效相等一系列措施，希望通過(guò)提高全體員工的節(jié)能意識(shí)來(lái)改善照明與插座的耗能狀況。這些舉措得到了員工的積極響應(yīng)?，F(xiàn)在，無(wú)論是休息日、下班后還是短暫的午休時(shí)間，員工都會(huì)自覺(jué)關(guān)閉所有非必須的耗電設(shè)施。2016年，雖然SEWC員工數(shù)量增加且運(yùn)營(yíng)面積擴(kuò)大，來(lái)自照明和插座的總耗電量反而下降了5%。

“能效分析在SEWC的成功應(yīng)用為我們?cè)谥袊?guó)持續(xù)推行這種新型服務(wù)模式開(kāi)了一個(gè)好頭。” 西門(mén)子（中國(guó)）有限公司數(shù)字化工廠集團(tuán)工廠數(shù)字化服務(wù)總監(jiān)李漓表示，“在工廠中，每發(fā)現(xiàn)一點(diǎn)節(jié)能空間都可以帶來(lái)巨大的收益。利用能效分析，我們幫助企業(yè)將能源利用和資源分配做‘精’，而這將zui終帶來(lái)*的‘益’。”