能源行业如何抢抓机遇【六合联盟】,西门子油

西门子中国油气与电力MindSphere应用中心(MindSphere Application Cen-ter)今天在西门子中国研究院苏州院正式揭幕。作为西门子油气与电力集团数字化业务的重要组成部分,该应用中心将汇集算法专家、行业专家、平台架构师、产品经理、软件开发和前端UI设计师,通过利用西门子基于云的开放式物联网操作系统MindSphere进行数字化产品与解决方案的开发,携手能源行业客户与合作伙伴共同打造数字化创新生态圈,共创新的数字化应用与商业模式。

当今能源世界日益互通互联且复杂多样,在以化石能源为主体的能源供应下,为适应未来能源发展需要,全球各国在加快开发利用风能和太阳能等清洁能源。根据国际能源署的数据,到2023年,可再生能源预计将占到全球发电量增长的70%以上。

•在17个国家建立20个数字化客户应用中心

西门子在中国首个面向智能基础设施的MindSphere数字化应用中心(MindSphere Application Center)今天在西门子上海中心正式设立。基于MindSphere,该数字化应用中心将在共创的环境下,发掘客户需求,并将行业知识和物联网平台技术融合在一起,汇聚来自构架解决方案、通讯和软件领域的专家,以及相关技术专家进行研讨和应用开发,通过数字化解决方案推动企业乃至行业的业务转型,从而创造更多的业务价值。

发电设备每天可产生海量数据,如何充分挖掘和利用这些数据,通过数字化手段优化资产性能、降低成本并加强协作以提高决策水平已成为电力行业面临的新课题。西门子有限公司执行副总裁兼西门子大中华区油气与电力集团总经理姚振国表示,自2016年以来,西门子中国油气与电力业务就已经开始面向中国电力行业进行数字化解决方案的本地化研发。随着MindSphere应用中心的开幕,我们将进一步以本地客户需求为导向,不断推进数字化解决方案与产品的研发,助力中国能源行业的数字化转型。

如何在保持可靠、可持续和更为清洁的能源供应前提下,使用更多的可再生能源,拥抱复杂多样的能源系统?

•2017财年数字化技术相关业务营收增长20%,超过50亿欧元

“日益数字化的智能基础设施每天都在产生大量的数据。如何通过新的数字产品和数据分析来充分利用这一财富是一项复杂的任务。全面释放数字化、电气化和信息化智能基础设施的巨大潜力,将成为当前和未来全球可持续发展的关键。作为值得信赖的合作伙伴,西门子可为各类基础设施领域相关客户提供解决方案。”西门子有限公司执行副总裁、西门子大中华区能源管理集团总经理麦明锐(Markus Mildner)表示,“在西门子上海中心成立的MindSphere数字化应用中心,将更好地为中国客户提供数字化服务,打造创新科技生态系统,实现整个价值链上的共赢。我们将携手客户一起致力于未来中国智能基础设施和能源系统的数字化发展。”

该应用中心具有两大核心功能,可根据客户需求共同开发新的数字化应用与商业模式,或将成熟的产品与解决方案及商业模式进行推广,包括产品的持续升级、解决方案设计和项目执行,以实现数字化业务的规模化与标准化。本地化的团队可以灵活快速应对市场变化和能源行业的客户需求。凭借西门子的全球视野和先进的数据分析技术与对物联网前沿动态的把握,该团队具备提供端到端数字化解决方案的能力,可更好的为客户创造价值。

答案是数字化。

•面向未来,研发投入持续增长至约56亿欧元

具体来说,该数字化应用中心的职能将包括了解客户的业务痛点及业务需求,探寻数字化转型可以给客户带来的价值;在行业内推动产品、设备等底层物理组件与MindSphere连接,为上层数字化应用及相应的数字化业务转型建立扎实的根基,并支持客户创造更易用、更友好、功能更符合需求的上层应用;理解数据及其可以产生的价值,结合人工智能、大数据、云等技术手段,实现业务需求及业务模式要求下的数据分析,真正让数据变成信息、知识和洞察;寻求合作伙伴,建立基于MindSphere的业务发展生态圈。

应用中心在功能上分为敏捷工作区、应用展示区、共同创造区、会议室和数据中心。其中,应用展示区对西门子能源资产智能运维方案产品进行了集中展示。该运维方案包括咨询、远程诊断服务、电力诊断中心、检维修可视化分析、边缘计算解决方案、KPI指标分析与对标等部分,通过数字化手段实现预警、诊断、维护策略分析和决策与维护执行。基于西门子以往客户经验估算,燃煤电厂在部署该运维方案后,非计划停机时间可减少7%,非计划减负荷运转可降低8%,运维人力成本可下降达20%;对于中小型燃机电厂来说,非计划停机时间可减少13%,非计划减负荷运转可降低16%,运维人力成本可下降达33%。

据POWER Magazine测算,燃气轮机每天可产生30千兆字节数据,石油与天然气行业每天产生2太字节。在数据采集方面,一个典型的2x660MW的火力发电厂一般测点数量可以达到5万个左右,近年新建的很多火力发电厂测点数量接近10万点,电力行业可谓坐拥数据金矿。

西门子在数字化领域保持强劲发展势头,并率先在全球范围内建立了20个工业数字化客户应用中心,即西门子数字化业务MindSphere应用中心。这些中心分布于不同国家的多个地点,并分别专注于西门子在各个行业的数字化应用。目前,在这些中心约有900名西门子软件开发人员、数据专家和工程师与客户共同协作,以西门子基于云的开放式物联网操作系统MindSphere为基础,开发用于数据分析和机器学习的数字化创新解决方案。为了更加贴近客户,西门子将20个中心布局在17个国家的约50个地点。“我们正在不断扩大在工业数字化领域的领先优势。”西门子股份公司总裁兼首席执行官凯飒(Joe Kaeser)表示,“凭借在电气化和数字化领域的全球经验,以及在工业软件领域的专业知识,我们正在以卓越的表现为客户带来最大化的收益——这是其他公司所无法比拟的。”

在低碳化、去中心化以及数字化的驱动下,智能基础设施业务正在发生变化,而数字化转型正是推动这种变化的主要引擎。最大程度发挥数字化转型的效力,需要开拓新的发展模式,将业务、数据和技术紧密地结合起来,从而创造企业价值。在这样的大背景下,MindSphere数字化应用中心应运而生。目前,针对不同的业务领域,西门子已在全球超过50处设立了MindSphere数字化应用中心。在中国,西门子已分别在北京、上海、苏州和香港地区针对工业、发电、交通和智慧城市业务领域设立了5个MindSphere数字化应用中心。此次新设立的中心是西门子在中国设立的第6个MindSphere数字化应用中心,也是首个面向智能基础设施的MindSphere数字化应用中心。

截至目前,西门子已在全球设立了20个MindSphere应用中心,业务领域涵盖工业、发电、交通和智慧城市业务。西门子油气与电力集团不断加速MindSphere应用中心在全球的布局,本次落地苏州的应用中心是其在柏林、奥兰多、巴塞罗那和古尔冈后建立的第五个中心。

“ 发电设备每天可产生海量数据,如何充分挖掘和利用这些数据,通过数字化手段优化资产性能、降低成本并加强协作以提高决策水平已成为电力行业的新课题。”西门子有限公司执行副总裁兼西门子大中华区油气与电力集团总经理姚振国在为西门子中国油气与电力MindSphere应用中心 (MindSphere Application Center) 揭幕时表示。

2017财年(2016年10月1日至2017年9月30日),西门子在软件解决方案和数字化服务业务上的表现得到进一步提升。数字化技术相关业务营收增至52亿欧元,同比增长20%,远超8%左右的市场年增长率。其中软件业务实现营收40亿欧元,数字化服务业务实现营收12亿欧元。“我们正在进一步加速数字化业务的发展。”西门子股份公司首席技术官博乐仁(Roland Busch)指出,“我们正在利用自身的行业知识,进一步丰富解决方案并拓展业务。凭借MindSphere应用中心,我们将为全球客户拥抱数字化时代提供最佳支持。”

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近日落地苏州的西门子中国油气与电力MindSphere应用中心,汇集算法专家、行业专家、软件开发等人员,通过利用西门子基于云的开放式物联网操作系统MindSphere开发能源领域的数字化应用,以数字化盘活能源资产。

西门子约一年前在公司全面推出了MindSphere物联网操作系统。目前已经有约100万台设备和系统通过MindSphere实现了互联,预计到2018财年(2017年10月1日至2018年9月30日)底,这一数字将达到125万。从2018年1月起,MindSphere也将部署在亚马逊AWS(Amazon Web Ser-vices)云计算服务平台上。通过这一合作,西门子作为全球工业自动化领域的领军企业,将携手世界首屈一指的云解决方案,为用户带来更强大的开发环境、更多的分析功能和更为广泛的连接。MindSphere上可实现工业应用和数字化服务的开发和运营,例如快速、高效地收集、评估和使用系统产生的海量数据,以提升性能和可用性。这一技术还有助于客户通过评估和挖掘数据以获得新的洞察,例如预测并防止宕机,或对某个产品及其制造流程进行决策等。用户还可以开发全新的商业模式,如按照机器小时开展销售,从而提供投资要求较低的解决方案。

早在近20年前,西门子的发电设备就自带远程诊断功能,若远程诊断功能被启用,西门子分析团队可根据设备运行数据制定主动预防性维护措施,尽可能防止或减少非计划停机时间。

为进一步加快创新步伐,西门子将在2018财年在现有研发投入水平上增加约4.5亿欧元。届时,公司的研发投入将从2017财年的约52亿欧元增至超过56亿欧元。西门子在研发方面的投入相较于2014财年增长约40%。2018财年,约5亿欧元将专门用于“公司核心科技”领域的研发,包括增材制造、自主机器人、数据分析/人工智能、数字化双胞胎,以及电力电子和分布式能源系统等。2017财年,西门子在全球拥有约40,000名研发人员,其中德国约13,700人,美国约6,500人,中国约2,700人,印度约6,800人。

如今,基于工业物联网平台MindSphere,一方面可以更加便利进行机组群管理,通过数字化可将历史上所有机组群的故障出现频率和事故分析原因组建出一套数据库,形成“病历本”,提前预警以提高设备的运行效率和可用性;另一方面是物联网及人工智能算法的加入使得西门子可基于数据提供更多运行建议,比如多种电源的起停协调等。

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基于西门子以往客户经验估算,燃煤电厂在部署数字化方案后,非计划停机时间可减少7%,非计划减负荷运转可降低8%,运维人力成本可下降达20%;对于中小型燃机电厂来说,非计划停机时间可减少13%,非计划减负荷运转可降低16%,运维人力成本可下降达33%。

拥有水电、火电、核电和新能源资产的综合能源企业国家电力投资集团有限公司也走在电厂数字化的探索之路上。目前,国家电投河南远程诊断中心连接监视国家电投旗下的20台发电机组,装机容量突破1000万千瓦。

非计划停机给电厂带来的损失巨大。据估算,一台100万千瓦的蒸汽轮机机组1天能发电约1600万度。如果按照1度电0.3元来计算,停机1天给电厂造成的损失就有480万元。这还不包括每次机组启停耗费的燃料成本。

上述每台机组都有成千上万个运行参数由传感器实时采集,如机组的负荷、水泵的电流等,并传输至远程诊断中心的集中数据库。经过特训的智能模型如同“大脑”一般机敏,能自动分析这些海量数据,一旦发现异常,便会立即预警。技术专家根据预警的优先级,利用西门子数字化Omnivise系列的机群管理 (Fleet Management) 电厂生产管理平台,对设备进行诊断,并在平台中进行诊断报告的编写、查询和发布等。

此外,根据电厂的运行需要和机组的特点,技术专家在西门子数字化Omnivise系列的机群管理 (Fleet management) 电厂预警与高级智能诊断系统中针对不同设备,建立不同功能的模型,包括故障预测、性能优化等。

此后,通过神经元网络算法,智能模型对电厂6-12个月内的历史数据进行学习和训练,直到能够准确识别设备在不同运行状态下的正常参数范围。

除国家电投外,西门子也与华润电力控股有限公司在数字化方面也正在进行精诚合作。华润电力作为国内最重要的能源公司之一,希望利用先进的数字化技术,对分布在全国各地的电厂实现远程预警、分析、诊断、优化和调度。

西门子与华润电力精诚合作,将共同建设基于MindSphere的集中监视与分析专家系统。这套系统全面应用西门子领先的数字化电厂和人工智能技术,融合华润电力多年的经验,通过持续学习历史数据和实时数据,产生具有价值的洞察。

六合联盟,该系统将具备设备预警、设备诊断、能耗分析、自动品质评估、燃料分析、负荷优化、技术监控和以可靠性为中心的检修等能力,帮助电厂降低煤耗,提高设备可靠性,在满足环保要求的同时兼顾经济效益。这将助力华润电力在运营管理方面创造更大的价值。

在中国,插上了大数据的翅膀,能源行业数字化不再是镜花水月。而西门子无疑是将这一梦想变为现实的重要助力。

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在实现能源行业数字化的征途上,西门子认为有四个关键点。

首先是效益,数字化需要盘活资产,提高效率。中国电力集团大多横跨全国,不同地区有不同的特点。针对不同地区不同机组的特点进行定制化产品和方案的设计就显得尤为重要。

其次,在于可靠性。通过数字化,能够把历史上所有机组群的故障出现的频率和事故分析的原因组建出一套数据库。依靠数据的经验对未来进行预测,通过数字化提升机组运行的可靠性。

第三,在于可利用率。在前两点解决之后,发电企业仍面临其他问题,例如发电企业发出来的电却上不了网;如何进行协调,在什么时间点和什么负荷状况下上网能实现效益最大化,需要运用数字化手段进行测算和确定。

最后,是网络安全。尤其在中国,和能源相关的许多数据对安全的要求极高,越是庞大、负责且互相关联度极高的数据,超过了常规可控制的范围之后,网络安全将会是最为核心的因素。

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