全集成驱动系统：植入软实力，重塑生产线

■ 文/西门子（中国）有限公司

导读：随着工业4.0的持续升温，生产解决方案“私人定制”时代已经来临，你OUT了吗？如果在生产线的设计之初，就植入专家知识，通过由视野和经验汇聚形成的软实力，重塑驱动链条，造就高效、节能的全新生产线，实现量身定制的生产，还有什么能比这种模式更棒？

自动化生产线的发展进入了深水区，单独依靠扩大生产规模和挖掘人口红利，已经无法支撑制造商的发展。于是发挥自身的资源优势，采用“私人定制”的解决方案，为生产线量体裁衣，成为企业首选，这种做法既能保护原有投资，又能实现产能的提升。

让我们回到原点，来重新思索制造业面临的问题。假如站在制造商的角度，他的需求是什么？是生产线的机械性能还是达到生产所需的效果？当一个制造商说他需要一个“钻头”时，可能只是为了打一个“孔”。其实，用户需要“钻头”的目的是要解决某个问题。

在没有完整、清楚地把握用户的需求之前，即使将全球最好的产品和方案推荐给用户也无济于事。这时对于产品提供商来说，应该为用户提供最合理的打“孔”手段，帮助用户真正解决问题，而不是将性能最好的钻头卖给用户。

“钻头”与“孔”的例子体现的是产品提供商思维模式的改变。尤其在自动化市场里，技术逐渐成熟，不同品牌的产品差异性逐渐减小，单纯通过产品的差异性获得竞争优势的机会越来越小，产品提供商不再是单纯为用户提供机械产品，而是根据用户的“真需求”提供最合理的解决方案，帮助用户用最低的成本获得最大的价值。

正是因为看到了这点，西门子作为自动化行业全球领先企业，同时也是为数不多能为各行各业提供整体解决方案的自动化系统提供商，2013年5月在中国正式提出了一个具有前瞻性的理念——全集成驱动系统（Integrated Drive System，IDS），该理念体现着自动化系统提供商从产品思维到驱动链思维的真正转变。

西门子（中国）有限公司执行副总裁林斌先生曾经谈到，“我们必须保护客户的投资，而全集成驱动系统恰恰能够让客户的投资发挥最大化价值。”

全集成驱动系统是西门子指根据用户的需求，提供从机械到电气最合理的整体驱动解决方案。西门子过程工业与驱动集团副总裁，全集成驱动系统专家和援凯介绍说，“全集成驱动系统从三个方面集成：产品方面实现从联轴器和减速机到电机和变频器沿能源的水平方向集成，工业生产流程控制架构中驱动系统与上下层的集成以及全生命周期提供的统一的数字环境，让设备的设计、调试、优化、生产更加高效，节省成本。”

总的来说，使用全集成驱动系统可使设备利用率提升到99%，搭配TIA Portal能够减少30%的工程时间，系统维护成本减少15%。IDS以更高的效率、可用性和生产率提高了整个工艺过程的增值性。

更贴近需求的合理设计

这一理念刚推出不久就在广西斯道拉恩索老虎项目得以施展。该项目是林浆纸一体化项目，包括发电、变电、输电到配电、用电等各环节，投入巨大，工程复杂。

如果按照原来的思路，各个部分找不同的供应商，将无法对整个系统进行优化，必然会有不必要的冗余叠加，增加成本。而且当一个项目拥有不同的供应商时，将会增加大量的协调工作，有时还会因为一些问题出现相互推卸责任的现象，严重影响效率和用户体验。但该项目中，西门子在项目前期就与用户沟通，充分了解用户的“真需求”。

驱动系统作为执行层面的核心是保障产线生产效率和质量的关键。对用户来说，最好的解决方案并不是将最好的产品组合到一起，而是刚好满足自己需求的方案，就像法拉利的发动机绝不是最适合宝马轿车的。对于斯道拉恩索老虎项目来说，需要根据用户的生产规格选择最合适的产品。

由于该项目采用的是西门子全集成驱动系统解决方案，所以西门子不仅可以保障驱动系统内各个产品之间完美兼容，还可以利用西门子中国有限公司和西门子股份公司（德国）工业领域制浆造纸部通力协作，整合电力、造纸行业的专家和西门子电气设备专家，从整个工厂的角度，从设计阶段开始，就为用户进行产线的优化，减少不必要的冗余配置，提供最合适的解决方案。

物超所值的全新体验

全集成驱动系统理念从设计端介入，优化整个系统解决方案，能为用户带来最大化的利益。当面对一个紧急的改造项目是，全集成驱动系统方案的执行效率和改造效果上更是无与伦比，给用户带来物超所值的体验。

上海汽轮机厂的转子超速动平衡试车系统一直是上汽厂引以为豪的核心装备，它一度是华东地区唯一能承担大型转子动平衡试车的专用装备，几十年来为汽轮机厂也为国家装备制造业做出过重大的贡献。然而40年过去了，该系统渐显“廉颇老矣”，在新环境下，由于系统庞大、成本高、污染严重，渐渐成为拖累企业发展的一桩“心病”，上汽决定对其进行彻底改造。

但是改造面临着技术复杂、风险高和时间紧迫的多重挑战，使得上汽迟迟不敢下定决心，直到西门子全集成驱动系统解决方案呈现在上汽人面前。

该解决方案中变频器、高压电机、定制齿轮箱以及自动化控制和SCADA系统全部采用西门子产品，使用通用的软件，标准的服务，设计、运行在统一的环境，不必为不同系统的接口不匹配做额外的工作，从而简化参数设置、调试和诊断操作，最终大大缩短组态时间。

在实施过程中，出现的所有技术问题，西门子挺身而出，毫不推托。避免了以前多家企业参与，沟通耗时耗力的问题，大大提高了安装、调试的速度。

改进后的系统在节能技术方面，达到了国际领先水平。高速动平衡试验平台驱动系统改造后，能耗降低93%，分流了锅炉车间劳动力，节约的管道维护费用，每年为上汽厂节约成本上千万元。

数字化制造的便捷之路

全集成驱动系统除了为企业带来看得见的收益，同时也是未来实现数字化生产的必要途径。全球经营规模第一的机床制造企业——济南二机床集团有限公司，已经率先通过全集成驱动系统解决方案尝到了数字化制造的甜头。

济二在汽车冲压线的设计、仿真和实施三个步骤中，分别采用了西门子产品生命周期管理软件和全集成自动化、全集成驱动解决方案。首先PLM软件可以完成产线的设计，其次PLS仿真软件可在虚拟环境下完成产线的仿真调试，缩短了模具试验时间，使测试能更精确地完成。

最后，当需要将虚拟场景变为现实加工时，由于采用的是全集成驱动系统解决方案，实现了从变频器到电机、再到多种执行器的驱动系统集成，接口整齐划一，仿真数据可以直接与生产数据互通，极大的提高了产线的生产效率和可用性。全集成驱动系统让数字化之路更加便捷。

“全集成驱动系统的理念看起来只是驱动产品的组合，实际上是产品思维到驱动链思维的转变，是从过去的单品优化转向整个驱动系统的优化，舍去过多的冗余配置，减少不必要的成本。”和援凯介绍说。

看似简单的转变却对产品提供商提出了更高的要求。首先，要完善自己的产品线，这是实现全集成驱动的基础；另外，对售前售后的要求上了一个大台阶，通过整个专家团队为用户提供解决方案，这要求团队的每个人具有负责的心态和过硬的技术，即要求了解单一产品，还要了解整个驱动系统及行业工艺，才能真正服务好用户。

这是时代发展的必然，也是市场的一次洗牌机会，在这场机遇面前，显然西门子已经做好了准备。■