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现役工厂的数字化之路 西门子流程行业数字化企业创新发展中心

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业智

能制

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资料

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西门子数字化战略助力数字化企业建设

提供广泛的电气化和自动化设备和系统，实现基础自动化。

提供智能工厂的数据基础，并持续挖掘数据价值

技术驱动因素

• 计算能力

• 通讯

• 新传感器

• 虚拟化技术

• 云计算

• 仿真

• …

数字化企业

一体化工程一体化运营

电气化

自动化

数字化

Time

不同的创新思想, 如 • 工业4.0 • 工业互联网联盟 (IIC)

• 中国制造2025 • ...

Integrated Drive System (IDS)

整个驱动链，自动化和生命周期工程优化集成

TIP@ Process Industry

•随时随地电力能源

TIA@ Process Industry

生命周期内所有部件完美互动

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西门子为流程行业和离散行业数字化提供综合的解决方案

数字化企业

流程行业的工业软件和自动化 工业通讯

离散行业的工业软件和自动化

工业安全

工业服务

工艺和工厂设计

工程调试 运营 服务

流程行业 离散行业

产品设计 生产规划 生产工程 生产制造 服务

Digital Enterprise Suite

产品设计

现场层的数字化

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西门子助力流程行业数字化企业

数字双胞胎

配方，原料质量, …

工艺与工厂文档

实际工厂

一体化运营和服务

数字化增强产品

安全通讯

维护

云平台和操作系统

资产性能管理

一体化工程

2D/3D虚拟现实

仿真与虚拟调试

产品设计 工艺和工厂设计 工程调试 运营 服务 1 2 3 4 5

虚拟世界

实际世界

数据分析

一体化设计 集成自动化

数字化移交

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数字化双胞胎优化业务模式和流程

数字化 双胞胎

Identical data for all lifecycle phases One data model on all levels, consistency in communications

通过数字化持续优化

基础设计 翻新扩建 前端设计 运营维护 详细设计 施工建设 大修停机

CAPEX with focus on TCO

2-3 years + warranty

OPEX Total lifecycle cost

>15 years

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新工厂数字化：一体化工程设计和运营

研发投入

工艺设计

机械设计

电气仪表控制

自动化

性能测试

MRO 维护

校对

检查

采购

资产 生命周期

ISO

15926

设计 基础设计 详细设计 施工与安装 试车

CAPEX 节省

各专业并行工作，节省时间

工厂设计 基础设计 详细设计 施工与安装 试车

ERP 系统

过程模拟

价值点：实现全生命周期内一体化、一致的数据管理！

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贯穿整个生命周期的统一数据模型，确保任意工作使用一致的数据

在生命周期内使用统一的数据模型来集成工厂数据和工艺数据

工艺设计 工程设计/试车 运营 服务

• P&ID

• 电气

• 仪表

• 管道

• 自动化

• …

• 竣工文档

• KPI 和警报

• … 维护数据 (MRO)

• 工厂层级

• 质量/能量平衡

• 工艺流程图

• 仿真模型

• …

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及时获取关键信息有效减少管理成本

以及如果业主/运营商无法获取正确的数据，会产生哪些成本？

Researched by

Source: Asset Information Management, Part I – The Case for Developing an AIM Strategy; ARC Advisory Group, July 2010

年销售额的 1.5%

导致： 可用性降低、运营效率低下、 因改动及维护变更致使 CAPEX

增加

合规性审计

紧急响应

64%

31%

38%

停机、周转和启动 54%

改动、改造及维护变更

维护和可靠性管理

事故调查

32%

62%

59%

47% 资产完整性管理

流程安全管理

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效率

• CAPEX / OPEX reduction

• Asset Efficiency & Reliability

• Standardization

及时获取关键信息对于现役工厂也十分重要

CAPEX with focus on TCO

2-3 years + warranty

OPEX Total lifecycle cost

>15 years

健康环境安全

• Health & Safety

• Regulations Requirements

• Environmental protection

• Documentation

上市时间

• Ramp-up of plant

• Fast innovation

• More complex products

质量

• Closed-loop quality

• Traceability

• Supply Chain Integration

灵活性

• Technology Lifecycle

• Predictability / Reactivity

• Individualized mass production

现役工厂及装置需要提升和维持稳定产能

• ARC (企业顾问集团) “Develop Single Source Platforms for all Equipment and Asset Information”

• PWC (普华永道) “By focusing on improving productivity, and digital

capabilities, your company may survive intact while disarray claims the competition.”

• Deloitte (德勤)“Improving business operations: Productivity and risk”

工艺设计 工程设计/试车 运营 服务

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实施方案

现役工厂数字化解决方案

文档和数据来自不同数据源 工程数据杂乱无章、不可靠 数据不一致 已投产工厂当前面临的问题

带给客户的价值 • 采用一个统一的资产数据门户，显著缩短信息搜索时间，提高数据一致性，缩减运营成本

• 快速地构建已投产工厂的数据仓库，缩减工厂升级改造的成本

• 提高工程数据的可视性，改进流程安全性管理

合并 结构化验证数据

一个 统一的资产数据门户

提高运营效率并降低运营成本的三个步骤

捕捉 来自不同数据源的 1D、2D 和

3D 数据 1 2 3

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现役工厂的数字化：基础信息

数据基础搭建

• 建立设备/注册TAG 并且关联到 2D 图纸和 3D 模型

• 收集移交数据表（以文档的形式）

• 向系统上传数据和文档，管理数据和文档包（验证）

• 与承包商的数据和信息交互

运维

• 运行手册与 3D 模型和工艺设备关联

• 提供日常工作所需的技术信息（数据和文档）

• 维护资产信息完整性：获得反馈，了解问题，解决并管理变更

• 工厂维护：计划、执行、跟踪 MRO 模块的维护计划及相关内容

资产生命周期管理

基础设计 升级改造 Feed 运维 详细设计 施工与试车 停机

竣工流程 资产完整性管理

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现役工厂的数字化：提升应用

增加 3D 能力

• 构建实际工厂的数字化双胞胎来管理现场活动： 工程设计、施工、试车、运营及维护

• 借助 Bentley Context Capture 或 Pointools 拍摄3D实景，在COMOS

Walkinside 中与虚拟现实模型进行比对

智能运营和 HSE 培训

• XHQ 智能运营平台，从多个后端数据源获取信息并直观展示

• Walkinside 浸入式仿真培训，支持 HSE 培训

升级改造

• 基于最新信息进行工程设计

• 实现一体化工程设计

基础设计 升级改造 Feed 运维 详细设计 施工与试车 停机

升级、改造与停机（DCS 系统、工厂扩容等)

XHQ 智能运营

现场操作员及 HSE 培训

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随时随地访问最新的工厂数据 高效的 MRO 和可预测性维护管理

工厂生命周期管理

基础设计 升级改造 Feed 运维 详细设计 施工与试车 停机

一致的“竣工”数据库，可随时在3D 虚拟工厂和移动设备访问实时

运营数据

系统可以计划、管理并执行维护任务

数据和分析工具，对设备等进行可预测性维护和诊断

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现役工厂数字化项目解决方案的价值

通过后期的数字化建设，现役工厂也能利用数字化技术的优势

提高工厂和工作流效率，降低成本

• 始终从统一的信息源访问最新工厂数据和文档

• 面向对象确保了数据一致性和完整性

• 借助已投产工厂信息构建数据仓库

• 增强可靠工程数据的可视性，改进流程安全性管理

• 全球数据中心，实现高效工厂管理

• KPI 和分析，支持管理的改进与变更

• 提高工厂安全性、可用性和安全运营 2018流

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谢谢关注！ 西门子流程行业数字化企业创新发展中心

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