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數字化能效分析大師

西門子工業自動化產品成都生產及研發基地踐行基于MindSphere的能效分析服務新模式

地處中國西南腹地的成都自古便有“天府之國”的美譽。在被香氣撲鼻的麻辣火鍋和酣暢淋漓的聲包圍的老城區中，隱藏著一座低調質樸的工廠。它看似外表樸素，實則內藏乾坤：從產品研發、生產、物流配送乃至管理的整個過程都已實現了數字化。這便是西門子工業自動化產品成都生產及研發基地（SEWC）。

數字制造的佼佼者

低廉的勞動力和土地成本已是這座城市的過去式。在數字化浪潮中，SEWC以數字化企業的理念脫穎而出。數字化意味著高效的產品生產、快速的市場響應、滿足個性化需求的能力和制造環節的靈活性。這是企業能夠在激烈競爭中保持優勢的法寶，也是中國制造業的轉型方向。

在SEWC，不但設備和產品可以實時溝通，所有生產工序也在數字化解決方案的幫助下得到優化，讓每個環節能夠緊密互聯、精準高效。

在研發部門，工程師使用西門子NX軟件對產品進行虛擬設計和組裝，實現“可見即可得”，大大縮短了產品從設計到分析的周期。

而在生產線上，剛剛上崗的新人也能在西門子產品生命周期管理軟件（PLM）和制造執行系統（MES）的幫助下快速上手。工作人員的電腦上會顯示由西門子的MES系統Simatic IT生成并實時更新的電子任務單，幫助他們完成對生產計劃的高效調度。生產訂單由Simatic IT統一下達，通過與ERP系統的高度集成，實現生產計劃、物料管理等數據的實時傳送。通過集成對工廠內各個流程的管理，Simatic IT可保證工廠管理與生產的高度協同。

同時，在物料運輸環節，西門子數字化物流系統可以利用流水線上的感應器，以及ERP、Simatic IT和倉庫管理軟件，“指揮”所需物料運送到位置，實現過程的全透明、全自動。

有*科技的保駕護航，數字在各個生產環節中奔流，讓工廠的生產效率大大提升。

精益生產的先行者

如今，SEWC已經成為數字化企業的標桿，接下來的目標就是如何用信息化、智能化的手段來增強精益生產和精益管理，而優化能源效率則是通向這個目標的必經之路。

SEWC采用了一種新型工廠數字化服務模式，通過數據分析挖掘企業的節能潛力。這種能效分析服務可通過一個搭載在MindSphere上的應用（App）來實現。

MindSphere是西門子新推出的基于云的開放式物聯網操作系統，作為平臺即服務（PaaS），它通過打造一個開放的生態系統，支持合作伙伴和客戶在該平臺上開發、運營和使用包括能效分析在內的各種數字化服務相關的應用（App），以幫助客戶提升設備、產線和工廠效率。

通過安裝于工廠各能源環節的傳感器，以及包括但不限于SCADA和BAS的其它信息系統，MindSphere能實時采集設備、產線和廠房的能耗數據，借助云端的各種用戶界面（UI）工具，*時間向用戶提供高度可視化的能源透明度。在此基礎之上，服務提供商和用戶的能源專家團隊還可以依托云端提供的諸多分析工具，結合自身的行業知識，進行全面深入的分析挖掘，找到能效優化的潛力空間，并提供實現優化的解決方案。

能效分析的踐行者

以往企業做節能大多基于項目，需要工作人員到現場診斷，就像傳統的“老中醫把脈”，哪里有“病”治哪里。最典型的“藥方”就是將普通電機替換成高效電機或安裝變頻器。另一種方式是合同能源管理，即項目團隊對客戶做出績效承諾，之后客戶以節能效益支付項目團隊，但這種方式需要實實在在地幫助客戶實施后期項目，是一種“重型”模式。

基于數據的能效分析則*不同。它是一種以云平臺為基礎的托管型服務模式，通過安裝在工廠各處的傳感器，快速高效地收集大量廠房、設備的能耗數據，并將其以圖表等可視化手段展現出來。不僅用戶自己可以在應用界面中調取相關數據，在用戶的許可下，西門子遍布全球的服務團隊也同樣能夠訪問這些信息，以便在需要之時為用戶提供咨詢服務。這就把原來的“老中醫”變成了一個“智囊團”。

西門子工業自動化產品成都生產及研發基地總經理李永利表示：“能效分析讓工廠變得‘透明’。企業如果想切實提高能效，*步就是讓能源流動‘透明化’。只有知道哪里耗電，才能知道要在哪里節能。能效分析是制定可持續節能舉措的基礎。”

作為以高度自動化和智能化聞名的標桿工廠，SEWC面臨的最大挑戰是如何在能效已經很高的生產和運營中尋找進一步提高能效的空間。那么，首先需要解決的問題是要收集哪些數據，以及如何確保數據有效性。

為此，工廠與能效分析團隊從前期就共同商討、確定后期需要管理的關鍵業績指標（KPI），再根據KPI確定需要安裝哪些儀表。以此為基礎，能效分析團隊用了四到六個月的時間對收集到的海量數據進行仔細分辨和檢驗，去除了由于數據質量產生的波動，確保最后納入能效分析的是真正有價值的數據。

那么，要如何挖掘這些數據的價值呢？在以往，客戶在交付階段會收到一個可生成多種報表的專家系統。但是，要深入挖掘報表背后的信息則需要一定的專業技能和資源，而這往往會限制客戶利用專家系統創造最大價值的能力。

西門子能效分析服務中的托管服務模式能很好地解決這個痛點。依托于MindSphere這一開放平臺，分布于各處的服務西門子或其它合作伙伴的既了解制造業生產運營特點和行業知識、又熟悉能源領域的專家，都可以作為一個強大的“智囊團”聚集起來，在經客戶授權的前提下訪問其能耗數據（也可隱去客戶身份信息），把脈問診，并提供參考意見。

在2016年到2017年間，SEWC每個月或每個季度都會收到一份詳盡的能效分析報告，其中不僅包含了相關設備、流程等能源使用情況的圖表，還對能耗走向等趨勢進行了分析，并給出了進一步挖掘節能潛力的建議。

李永利對這種全新的模式給予了充分肯定：“能效分析團隊提供的分析報告讓工廠管理層能夠快速了解公司能源的流向、節能空間等各方面信息，方便我們從宏觀角度制定更有針對性的節能措施。而在戰略層面，這種依托云平臺及*數字技術的新模式將幫助我們進一步實現精益管理和精益生產的目標。”

目前，SEWC已作為能效分析的先行者，在節能方面穩步前進。例如，通過分析節假日工廠*停工時的異常電耗，SEWC發現了一些在非生產時段的能源損失。而通過對制冷和制熱設備打開情況的檢測，SEWC可以有效避免兩種設備同時打開而產生的能耗。

此外，能效分析結果表明，照明與插座的能耗在全廠耗能項目中排第三位。為此，SEWC推行了將員工績效與工廠能效相聯系等一系列措施，希望通過提高全體員工的節能意識來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?，F在，無論是休息日、下班后還是短暫的午休時間，員工都會自覺關閉所有非必須的耗電設施。2016年，雖然SEWC員工數量增加且運營面積擴大，來自照明和插座的總耗電量反而下降了5%。

“能效分析在SEWC的成功應用為我們在中國持續推行這種新型服務模式開了一個好頭。”西門子（中國）有限公司數字化工廠集團工廠數字化服務總監李漓表示，“在工廠中，每發現一點節能空間都可以帶來巨大的收益。利用能效分析，我們幫助企業將能源利用和資源分配做‘精’，而這將最終帶來長久的‘益’。”