装备行业服务数字化转型

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概述

随着技术不断更迭，竞争加剧，产品使用寿命延长，装备行业的利润率不断下降。各企业纷纷将目标转向研究如何挖掘其在服务领域的潜力，确保产品在生命周期内所获得的总服务收入远远超过首次出售时的收入。据相关研究报告，售后服务占所有制造企业利润的40%~50%，对于特殊行业可高达

70%~80%。

原始设备制造商在服务领域进行扩张时，往往面临专业服务供应商的挑战，这些服务供应商将整个业务建立在产品的后服务基础上，并在长期经营过程中充分优化了运营。原始设备制造商参与竞争的优势在于，这些企业比第三方服务商更了解其产品。借助于对产品深层次知识以及渠道内建立的合作伙伴关系，利用收集的设备运行专有数据，能够更好地实现售后价值的获取。

当前设备制造商在积极地引入物联网手段，通过大量传感器与机器学习获取产品改善方向，实现预测性维护维修，利用AR等手段实现特定的维护任务，西门子在此方面同样进行了大量投入。然而对于复杂装备而言还需要考虑其他因素，例如，当预测性维护算法需要技术人员干预时，是否所有数据、信息都已具备可以执行。技术人员是否了解设备的详细配置，所需要的备品备件信息，清晰且准确可用于指导运维的手册？

西门子SLM解决方案

西门子SLM（Service Lifecycle Management）解决方案通过定义服务需求、计划所需的服务任务以及管理Teamcenter内的资产数字双胞胎，集成到其他系统（如EAM/FSM、IIOT、ERP等）。帮助客户更准确地预测并响应维护事件，提高其服务运营的整体效率。

SLM解决方案在设备生命周期的所有阶段都提供集成功能。

SBOM可实现更好的协作，并提供工具来管理需要跟踪和维护的部件。根据产品配置规则和有效性清楚地了解有效配置。

通过服务规划，当设计零件发布时，同时就开始定义产品应如何维护的所有要求。

服务文档允许将SBOM和服务计划中的所有数据以各种需要的格式输出。同时集成至更改流程中，保证不遗漏任何关键更新。

实物结构用于跟踪特定设备的历史配置记录、如何使用、安装以及是否与原有工程意图有任何偏差。

维护操作允许根据服务要求持续评估维护结构，以确定在特定时间点需要哪些工作。[size=14.6667px]

1.服务BOM（SBOM）

优化售后市场策略的最关键因素之一，是确保设备所需的备件在正确的时间、正确的地点可用。虽然从运营的角度更关注如何优化库存，但在许多情况下，问题在于是否一开始就储存了错误的备件。造成类似状况的原因可能是最新的工程更改或者产品升级被延迟执行，或者没有理解产品实

物的准确细节，服务BOM正是针对服务材料需求的管理视图，以及对最新设计信息的持续跟踪和验证。

利用SBOM可以管理关键的服务详细信息，以及与设计要求相关的特殊服务视图BOM。这也为正在进行的设计变更提供了清晰的关联参考，并让变更相关人员更好地了解对产品服务的潜在影响。

SBOM中需要定义零件的追溯或物流所需的属性。例如，某核心零部件是序列还是批次控制，以识别在设备使用期间随着时间的推移应该捕获的参数，包括运行时间或温度等。此外，还可以创建特定的故障代码并链接到零件，保证在产品设计时服务需求得到验证，以避免发生重大故障。

在某些情况下，设备厂商需要将采购的组件拆分为单独的售后备件，更充分地理解这些部件的售后服务要求，便于订购和跟踪。还有一种情况是，需要将SBOM中的部分零件整合到“集成服务套件”中，这个套件除了备件外，可能还包括特殊的工具或者说明文档。或者，将一组零件定义为组合替换备件，以简化售后运维工作。

SBOM构建了服务所需的基础数据，并实现了后服务市场的最佳开发策略，帮助产品开发过程尽早考虑物料以及物流的潜在问题。提高企业服务的可追踪性以及透明化管理，降低库存成本。

2.服务规划

通常设备的维护过程中需要执行哪些操作的详细信息，分别存储在例如服务手册和各种说明等不同文档中。而这些文档和前期的设计细节、更改流程没有任何关联，这种断开将导致服务无法获取最新的

更改，或者数据使用过程中的错误。

通过服务规划，我们以集成的方式管理所有这些相关服务需求，并直接链接到设计细节建立追溯关系。无论是检查、维修、维护还是设备升级，都能够定义和管理所需的信息，直接访问相关的部件以及所有可用的数据（3D、图纸、各种规格和要求）

首先，定义服务计划，可以理解为基于业务需求，灵活地针对产品平台，或者单个产品、部件级别进行管理。

接下来，定义服务分区，同样基于业务需求，将各种服务要求进行逻辑分组，结合产品或者平台的服务规划，为常用部件和子组件提供模块化、标准化服务和重用。

每一项服务要求自成一体彼此独立，且所有的服务要求覆盖产品所需的全部服务内容。服务要求的触发可基于时间或者特定条件，与SBOM关联可追溯。故障代码链接至产品设计以及原始的产品开发需求。

对于具体的服务要求，通过服务工作指导定义进一步操作所需的各种详细信息。例如：特定零部件所需的操作、维护所需的工具资源、人员的技能要求、每个步骤的细节、潜在的安全问题等。

3.服务文档管理

服务文档解决方案，支持创建以数据驱动的各种格式技术出版物。除了传统的备件目录或服务手册外，还可能包括交互式html网页目录或虚拟操作员培训。且服务文档可直接利用SBOM以及服务规划中的信息。

从SBOM的构建开始，已经有很多信息可以在服务文档中利用，比如产品核心细节、零件编号和描述，3D模型，图纸和规格等信息。

SBOM可以链接到出版物结构中，该结构可用于组织和扩展现有信息，定义服务文档的输出规则及标准。此外，还包括不同地域的本地化语言、不同的格式选项等。交互式手册允许查看3D装配，热点链接部件细节以及相关图纸。

同样可以使用出版物结构定义服务规划的过程文档，例如服务手册或者培训资料等。所有的输出文档均是结构化关联的，利用和设计数据之间的链接，可以轻松将连续、可追溯、准确的产品信息传递至客户和现场技术人员处。

4.实物结构

实物结构管理针对现场运行设备的配置细节和详细信息，提供真正设备实物的“数字化双胞胎”，和所有在上下文环境中的精准数据。
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以上图所示为例，实物结构来源于SBOM，SBOM中每个部件的是否可追溯信息，将作为该部件是否包含在实物结构中的依据。实物结构将所有可追溯的部件重新组合，并过滤掉不可追溯的部件。

实物结构中的所有部件，均与SBOM关联，均能够访问所有可用数据。同时，SBOM中的部件还需定义控制策略，是以“批次”还是“序列号”进行管理。SBOM中定义的某些特性也将被实物结构中的部件继承，例如具体部件的“运行小时数”，系统提供一种记录相关参数的方式。可选的部件也将包含在实物结构中，并需要在设计阶段进行验证以确认部件的可互换性。其他例如实物设备某部件的差异、故障、更换历史都将被标记并且突出显示。非标零部件的替换需经过工程师的批准才允许。
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虽然制造厂可以根据序列号查找具体产品的部件使用信息，但是如何追溯设备本身的使用位置信息？因此除了实物结构外，还需构建客户地区结构，以便于根据地域和客户跟踪设备。序列化设备与使用的具体位置、客户关联，且实时更新，一个典型应用场景是，具体某设备上的组件，可以拆卸、修理并安装到另外一台设备上，过程中可以跟踪这些组件在哪个仓库、或者维修中心。


5.维护操作
维护操作将所有内容结合在一起，并利用最准确的信息完成正确的维护。

根据当前设备已安装部件的利用率等信息，结合服务需求和规划中的运维频率规则，利用预测引擎综合评估、分析有效信息，提供关于具体部件即将到期或者已延期的运维服务建议。

基于这些建议，用户可以选择需要的服务，定义工作范围。工作完成后，关于运维的细节，例如部件拆卸、安装、识别出的故障，以及具体参数的测量结果，都可以在系统中进行管理维护，包括设备实物结构的更新，已安装部件和任何设备特性的最新信息。

特定部件的故障报告也可以反馈至工程技术人员，根据故障的类型以及相应的解决方案，及时调整服务计划或进行设计优化。
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完整的服务生命周期解决方案架构包括以下几部分：

1、物联网平台Mindsphere持续获取设备运行信息，并为上游设备故障分析诊断平台提供设备性能数据和警报；

2、基于Mendix开发的故障诊断分析平台ServiceMinder，根据条件限制、频率规则以及关联的特性信息，自动触发维护操作。同时根据Mindsphere上传的设备实时数据进行分析，确定服务需求，并打包至维护操作中。该平台将主动更新Teamcenter中的设备实物结构利用率等属性。

3、产品生命周期管理平台Teamcenter，管理前文介绍的SBOM、服务规划、实物结构、服务文档等数据。后端与服务执行系统集成，例如资产管理平台EAM或者现场服务管理系统FSM。由维护操作触发打包的维护数据，发送至服务执行系统创建运维工单，驱动运维工作的开展。

4、服务执行系统，现场人员完成运维工作后，相关事务数据，例如部件的拆卸、更换，以及收集的数据和故障信息等，回传至Teamcenter以更新实物结构。

整个架构保证服务执行过程中使用最准确的可用信息，任何必要的更新都反馈至Teamcenter的实物结构，构建精确的设备资产数字化双胞胎。

总结

通过SBOM管理，我们可以获取最新的设计信息，并能利用最新的配置细节来验证下游数据的准确性；通过服务计划管理，我们可以在产品设计早期验证服务需求，并在设备的全生命周期中持续增强服务需求，为所有相关方提供清晰可追溯的数据与信息；通过集成的服务文档管理、利用SBOM及服务规划，确保文档的准确性，并为现场技术人员提供直观的维护指导；通过实物结构，我们可以获得现场设备所有配置细节的准确视图。

西门子SLM解决方案，在Teamcenter中管理产品配置细节，利用Mindsphere持续获取设备运行性能指标，利用Mendix平台快速交付有价值的应用程序，扩展产品售后数据的访问和价值，实现物理资产的数字化双胞胎构建。面对不断更新的产品配置，通过与设计、需求的链接以及来自物理资产的反馈，实现每一个双胞胎都是真实设备的精准表达。同时随着设备生命周期的不断延长，下游反馈的信息可以不断优化设计、提升可靠性以及客户总体满意度。现场技术人员可以带着解决问题的所有数据、信息第一时间到达现场，包括准确的备件信息，期望的维护效果，详细的作业指导。