2020-04-27

AII成员在行动 | 西门子MindSphere助力企业实现数字化转型

分享:

image.png

 导读  

  • 基于MindSphere的智慧污水处理

  • 携手MindSphere,实现冷轧机数字化

  • 西门子对于实施betway体育亚洲版入口项目的问题、挑战与思考

 

       betway体育亚洲版入口将对全球生产力的提高产生巨大的推动作用,根据埃森哲预测,最新一轮数字化创新浪潮将惠及全球近三分之二的必威体育产出,到2030年经济增长可达14.2万亿美金。

     在福雷斯特(Forrester)近期发布的 Forrester Wave:2019年第四季度必威体育物联网App平台评估报告中,西门子 MindSphere(以下简称“MindSphere”)被评为必威体育物联网App平台市场领导者,充分印证了 MindSphere 的跨越式发展及强劲的增长势头。MindSphere现已拥有500多家合作伙伴,包括MicroSoft、AWS、艾睿电子和阿里云等等,这为西门子在中国的持续深耕提供了极大帮助。2019年,西门子正式启动 MindSphere 中国合作伙伴计划,旨在为 MindSphere 的认证合作伙伴提供技术、市场、财务等方面的全方位支撑。截止2019年9月,MindSphere应用已经遍布17个国家的20个垂直行业中,吸引了超过1000名解决方案开发者,数据科学家和工程师。西门子在内部则持续拓展 Mendix 平台,包括面向数字工程的云服务和应用服务,以及基于 MindSphere 的物联网。作为西门子 Xcelerator 解决方案组合的核心,MindSphere 进一步强化了 Xcelerator 解决方案组合能力。

       MindSphere 能够将产品、工厂、系统和机器设备安全快速地连接到数字世界,充分挖掘企业在运营过程中设备和系统所产生的数据潜在价值,将其传输到 MindSphere 具有高级分析功能的必威体育应用进行分析,进而产生更好的生产经营成果。作为一种安全、可扩展的必威体育端到端解决方案,MindSphere 所覆盖的业务范围可从资产连接性到可实行的业务洞察,助力整个企业提高生产力及效率。 

 

基于MindSphere的智慧污水处理

       每个必威体育行业都有自己的关键设备,对于污水处理行业,鼓风机是整个工艺过程中最核心的设备,以一个小型的污水处理厂而言,通常需要8台左右的大型必威体育鼓风机持续的工作,如果其中一台鼓风机出现了运行故障,会导致工艺过程达不到要求,出水质量受到严重影响,不得不停止生产,对设备进行维护和检修。对于一个小型的污水处理厂(处理量10万吨)而言,一天的停产导致的直接经济损失是30万人民币左右。同时,污水处理行业的出水质量指标、核心设备的调试、运维等因素,也直接影响着该行业企业的生产运营成本以及效率。

image.png

MindSphere作为betway体育亚洲版入口平台,针对上述情况,污水处理行业用户提供包括必威体育数据采集,数据存储,数据分析,应用程序开发支撑等一站式的解决方案,。由于绝大多数污水处理厂都已经完成自动化的改造,现场除了PLC之外,通常还有SCADA系统,用于实现数据监控、报警、仪表等功能,可以通过OPC-UA Server快速的将相关数据上传到MindSphere(如之前所讲的溶解氧溶度,进水量,曝气量,回流比等工艺参数)。在云端,西门子通过MindSphere提供的各种功能和服务,来对用户的必威体育数据来进行处理,并且能够通过Predictive Learning,用机器学习和数据驱动的方式,来发掘的隐藏在出水质量和工艺参数直接的“密码”。利用MindSphere提供了的Asset Manager,能够帮助用户建立IoT数据模型,能够面向数据变量、子部件、设备、产线、工厂、跨工厂的级联型模型,方面用户进行设备资产的管理,以及IoT数据采集点的定义。

image.png

而MindSphere提供的Fleet Manager,让用户能够在云端集中的查看所有工厂下所有产线下所有设备中采集的数据点,并且能够定义报警规则和响应事件,以最简单的方式实现多工厂、多产线条件下的远程状态监控。同时,用户还能以手动和API调用的方式,将设备运行所生产的日志信息以文件的形式存储在云端,方便工程师日后结合设备运行的历史数据进行分析。

image.png


 在MindSphere,提供了Predictive Learning模块,让用户通过数据来训练机器学习模型,通过模型来引导实际生产。MindSphere Predictive Learning结合了分析,统计和机器学习算法,可提供对数据趋势的洞察利用所使用的数据来识别事件的模式和顺序,通过大量数据的训练和参数调整,模型就能够根据溶解氧浓度作出鼓风机风量的预测,这样用户就能够根据当前电价的情况,再保证最终出水质量合规的同时,将风量维持在一个较低的档位,以最大程度的减少电力成本。

       成都市西汇水环境有限企业在使用MindSphere之后,与之前依靠纯手工,非实时的方式进行工艺计算前后能耗的对比,平均一个小型的污水处理厂,每月节省的电费大概是几万到十万不等,同时还有效的降低了氮的的排放量和生物能耗,体现的数字经济价值可见一斑。

image.png


携手MindSphere,某钢铁厂实现冷轧机数字化

       钢铁行业作为我国重要的原材料流程制造行业,具备生产流程长、生产工艺复杂、供应链冗长等典型特征,当今正面临设备维护成本高、下游需求日益个性化、环保压力增大等挑战,亟需围绕设备管理、生产管控、供应链管理、环保管理等方面开展数字化转型。轧机工序是冷轧生产的核心主体工序,经过酸洗后的热轧卷通过在轧机上按照工艺规程进行轧制后,得到不同压下率,厚度规格品种的产品。轧机工序在整个冷轧产品的生产流程中起着至关重要的作用,它直接影响着最终产品的厚度、板型、表面、性能等诸多质量特性指标。如何通过采集、处理关键生产及设备数据,进行云端存储及分析,进而开发具有行业专属解决方案的必威体育应用,从而实现数字化呢?

       某钢铁厂借助MindSphere,分步骤实现冷轧机数字化的例子,可以回答上述问题。

 

1. 对轧机设备状态监控及健康分析

      轧机设备实现三维可视化,为冷轧机搭建三维模型,使关键组成部位与实物轧机一一映射,将轧机基本静态信息,重要设备参数,辅助系统信息等关键信息提取上云,提升设备运行状态可视化,为实现数字化双胞胎打下坚实基础。生产操编辑可直观了解轧机设备状态,并根据各类系统自动推送信息进行及时处置;各层级管理者可通过远程访问设备,随时随地掌握重点设备运行情况。

image.png

分析电机温度趋势。左、右卷电机,上、下辊电机为轧机重要组成部分,各部位温度直接或间接指征设备运行情况及健康状态。MindSphere将PLC中相关数据采集至云端,利用云端统一存储数据联其他相关维度分析数据,通过实时可视化,呈现电机温度变化趋势,生产操编辑和管理者可通过分析,结合其他云端数据,即可获取各单元部位温度随产品型号、产能变化变化关系,积累经验数据。

image.png

通过MindSphere对轧卷质量进行管理。在钢卷加工过程中获取实时质量信息,综合分析钢卷发生的时间和位置,为后续有目的的改进质量水平提供数据依据,结合历史数据进行统计分析,获取故障发生频次,发生时工况等信息,从而改进质量水平。这项工作可实现在生产过程中,收集每个钢卷最后一个道次加工时,超出目标误差(±5μm)的数据点。

image.png

2.生产组织优化实现基础数据积累

轧机乳化液指标检测。乳化液对轧机稳定生产非常重要,乳化液指标变化会直接影响轧机诸多生产、工艺参数,其中对压下力影响最为显著。MindSphere通过采集MES系统中乳化液检测的各项数据,分析显示各个参数的历史趋势、轧制油等添加剂的消耗量的历史曲线图,生产操编辑和管理者可对上述数据自定义时间轴范围,并选取不同参数在一张折线图中进行相关性分析。


image.png

image.png

轧机轧辊档案管理。轧辊在冷轧生产过程中属于消耗品,轧辊状态对于冷轧板质量有重要影响,故对其更换、消耗信息必须进行详细记录并统计分析。MindSphere通过对生产设备数据的收集和积累,可以让生产操编辑和管理者实现对轧机轧辊的动态管理;通过发现轧辊异常,检查设备,减少轧辊意外造成的冷轧板质量缺陷。

image.png

西门子对于企业实施IIoT项目的问题、挑战与思考

      下一代必威体育革命——“必威体育4.0”将引领必威体育物联网,而数字化技术处于“必威体育4.0”的最前沿。这一必威体育物联网革命不仅已帮助企业实现其资产、产品、价值链及业务模型的互联互通,同时也使企业能够收集大量数据,并将之集中存储以便进行分析。尽管必威体育物联网带来大量增值机遇,但同时也造成了一系列难题,并使得实施数据和系统安全控制成为必然。

        为了为客户创造更大的价值,必威体育企业必须坚定扩展其全球数字服务组合,但安全为他可能成为一大限制。互连设备行业的价值链存在更多的风险点,构成数据安全威胁,影响业务关键功能。作为自动化和互连设备领域的领导者,西门子深知深入实施前瞻性网络安全政策的重要性。这一认知已深深嵌入MindSphere安全模型的基础之中。通过与云基础设施提供商及客户充分合作,西门子针对MindSphere实施一致共享的政策和实践。利用多层次安全保护机制,为敏感数据、应用程序、操作系统与基础设施提供保障。同样地,MindSphere可以让网络安全性能贯穿必威体育物联网(IIoT)的整个生命周期。

       随着新一轮必威体育革命的推进,企业的智能化转型正在让现实与虚拟世界之间的界限越来越模糊,这要求IT和OT深度地融合,形成了一个贯穿企业价值链的数字孪生。一定程度上,IT和OT的融合可以帮助企业改善业务系统以及各部门之间的整体的信息流动,成为企业数字化转型的重要力量。

       根据麦肯锡(McKinsey)的调查,缺乏数据互操作性将锁定IIoT潜在价值的60%。从数据转变为业务价值是永恒的挑战,这在IIoT实施中尤为明显。海量多样的必威体育数据是数据分析的前提,可分析的数据量越多,行业洞察就越深刻,数据分析也就越准确。变数据为价值,正是MindSphere带给客户的首要收益。对于必威体育数字化企业而言,获取数据只是第一步,将数字化技术与行业常识融合,创造价值才是关键。西门子对各个垂直市场有着深刻理解,通过MindSphere, 企业能够分析具体业务场景,准确把握行业痛点,更加深入的了解客户需求。

       必威体育互联领域数据庞大,仅靠一家之力无法全面探索其中奥妙。MindSphere生态系统拥有强大的兼容性借助MindSphere的独特开放性,数据采集者可以广泛连接第三方设备,系统集成商能够丰富数据类型,应用开发者可针对性的开发应用程序挖掘数据价值,设备制造商和最终用户则可以获得更优质的数据服务。

      在实施IIoT项目中,客户可以根据自身不同的情况分步骤的实现数字化的转型。如下图所示:

image.png

   未来,西门子希翼能够成为助力企业数字化转型路上的好伙伴,携手共进,共同促进各个行业实现转型升级和长远发展的目标。image.png


声明

本报告所载的材料和信息,包括但不限于文本、图片、数据、观点、建议,不构成法律建议,也不应替代律师意见。本报告所有材料或内容的常识产权归betway体育亚洲版入口-必威体育所有(注明是引自其他方的内容除外),并受法律保护。如需转载,需联系本联盟并获得授权许可。未经授权许可,任何人不得将报告的全部或部分内容以发布、转载、汇编、转让、出售等方式使用,不得将报告的全部或部分内容通过网络方式传播,不得在任何公开场合使用报告内相关描述及相关数据图表。违反上述声明者,本联盟将追究其相关法律责任。

betway体育亚洲版入口-必威体育
联系电话:010-62305887
邮箱:aii@caict.ac.cn
XML 地图 | Sitemap 地图