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西家业务，创新之本

西门子中国研究院研发服务中心携手业务部门并肩发展

西门子长期致力于实现本土创新，而研发服务中心在其中起着合作创新的关键作用。它可以提供高品质的研发服务、提高西门子产品和服务的附加值、更好地满足业务需求，并在保护知识产权等方面提供支持。

怎样让一加一大于二？

对于西门子中国研究院研发服务中心120多名员工而言，要解答这道题，靠的不只是想象力，还需要与西门子各业务部门和本土创新生态圈携手共进。

日趋激烈的竞争伴随着日益增长的中国市场，中国**也正通过诸如“中国制造2025”等产业策略进一步推动创新，满足本土发展需求。企业层面，像西门子这样的企业长期以来致力于实现本土创新，研发服务中心在其中起着合作创新的关键作用，提供高品质的研发服务，提高西门子产品和服务的附加值，更好地满足业务需求，也在保护知识产权等方面提供支持。

西门子中国研究院上海研发服务中心主任周业涛表示，“就技术水平、为地区发展提供价值以及培养人才而言，我们在此拥有良好的创新环境和土壤。”

研发服务中心报告称，在过去的5年间，该中心在西门子燃气轮机产品设计方面取得了120多项发明报告，其中申请与授权**共计40余 项。

没有什么能比燃气轮机的产品研发更能说明研发服务中心与业务部门广泛合作的价值——燃气轮机被称作制造业“皇冠上的明珠”，需要来自硬件和软件两方面的*创新。2009年研发服务中心成立之后，其*有的“创新屋”运营模式 （GT-CT House Model）受到业务部门的青睐，在燃气轮机中国研发服务中心的发展中起到了核心作用。

周业涛指出：“业务部门的实际需求有助于推动创新，让我们更加贴近市场。”

捕捉需求，驱动**创新

 在燃气轮机领域，技术发展已相对成熟，若要寻求进一步的优化空间并非易事。

西门子能源解决方案部门的同事首先发现，在每年售出的SGT5-4000F型燃气轮机中，有10%至15%左右的产品由于客户天然气管道输送压力低而需要加装气体压缩机。这无疑会增加成本，削弱市场竞争力。2014年，研发服务中心开始探索解决之道。

通过细致分析**范围内该型号燃机的历史运行数据，并且结合空气动力学基本理论，研发服务中心对燃机运行工况进行了精密的计算和分析。研究员建立了一个较之前模型更加优化的复合数学模型，可以比较精确地反映燃机真实运行情况。通过应用优化后的模型，燃气供气压力要求得以降低，实际效用则未受影响。研究团队很快向西门子**通报了这一情况。

吕松军是负责该项目的研究员，他说：“不论是否购买西门子压缩机，客户都能从中得益，节省了成本。这样的改进已在**范围应用。”

通过西门子燃机**的评估，此举估计每年可节省200万欧元，并可增强西门子在50 Hz F级燃气轮机市场上的竞争力。

研发服务中心在过去的几年内开展了一系列类似的项目，涉及研发新的燃气轮机框架、对现有框架进行改造和升级、客户定制设计、现场服务支持、供应链管理支持和制造支持等。

近年来，该中心逐步实现了三重目标：在西门子**研发版图内，增强地方团队在燃气轮机领域的竞争力；从制造到采购流程，为本地客户创造更多价值；充分利用西门子*研究院资源，推动创新，培养人才。

2009年，为了把握市场趋势，同时建立人才库，西门子中国研究院成立了研发服务中心。赵作智博士是当时首批员工之一。现在，作为西门子（中国）有限公司发电与天然气集团**技术官兼燃气轮机业务部总经理，他本人便是西门子内部人才发展的成功例子。

“在研发服务中心积累的经验，使我对新一代燃气轮机研发有清楚的理解。更重要的是，这让我认识到跨部门合作的强大能量。” 赵作智说。

融入本土创新生态圈

 在**创新竞争环境下，西门子这样的企业在区域创新生态圈内扮演的角色，是推动创新的关键之一——在这方面，研发服务中心树立了一个好榜样。

在一个为期3年的合作计划中，研发服务中心携手当地工程研究领域的**上海交通大学共同研发新一代燃气轮机。

周业涛说：“我们的认知往往受到现有知识的局限。而高校青年才俊具有*到见解，这或许能带来突破。”

双方成立的联合创新中心在研究和应用领域开展了研究，涉及诸如轮机性能、动态完整性、加工工艺技术，以及高温合金和涂层等方面。

在3年时间里，由研发服务中心主导的校企合作团队在设计进口可转导叶——一种控制进气流量的燃气轮机关键组件——的过程中，开发出5种原型，并申请了5项**。

大学生的创新涵盖了机械设计、电动执行机构设计、控制逻辑电路设计、测量设计和系统集成设计等领域。

型式试验锦上添花

 西门子中国研究院研发服务中心正在通过向西门子业务部门提供优化且安全的专业型式试验服务，更好地满足瞬息万变的本地市场需求。

西门子中国研究院南京研发服务中心主任朱锋表示，“各业务部门需要为其产品提供标准及定制化的各类试验服务。业务部门一方面担心由内部实验室进行测试不能达到要求，另一方面单一部门的测试实验室所需大量的投入有可能无法收回投资。而将试验外包给外部机构又可能产生知识产权方面的隐患，特别是对于高端在研产品而言。”

规划在上海建立的型式试验中心将把试验设备、试验专员和研发服务中心研发工程师等聚集到一站式服务平台上，将资源和知识进行**整合；节约成本、积累专门能力以及消除关于知识产权的担忧。此外，还将进一步向业务部门提供预设计、故障分析和整改建议等服务。

相比于将试验外包给外部第三方，自有的型式试验中心预计每年可为西门子中国的各个业务部门节省相关设备投入、维护和测试外包等费用数千万元人民币。

朱锋表示，有了这些技术知识和技术专长，研发服务中心“不仅能与总部，而且也和更多业务部门构建进一步的信任，为更多创新铺平道路。”

“我们与业务部门你中有我，我中有你。”

燃烧器的大脑

西门子*研究院（CT）研发的基于神经网络的人工智能系统已使西门子内良好燃气轮机的燃烧过程得到了稳步优化。燃烧过程已经“学会”要如何持续调整燃料阀以实现优化并减少排放和磨损。现在，西门子发电服务集团正**将这项联合研发的技术应用于客户现场，以优化西门子内较大、较现代化的固定式燃气轮机。由于西门子客户处的许多复杂系统都能借助人工智能来改善运行情况，这项技术在提升能效方面的潜力是巨大的。

2016年3月，当谷歌公司研发的阿尔法围棋软件以五局四胜的成绩力挫来自韩国的世界良好棋手时，人工智能充分展示出了其实实在在的颠覆性潜力。而当西门子*研究院（CT）的研究人员发现他们研发的人工智能系统能够助力实现系统优化时，他们也同样感到惊讶。CT商务分析与监控技术领域的机器学习*Volkmar Sterzing表示：“我们发现，如果一个系统的运行表现取决于*的经验，那么它也可以利用人工智能加以优化。”

随着系统的结构日益复杂、需要应对的因素不断增加，哪怕是*在进行系统调整时也必须采取折衷的方法。*不可能全天候待命。在这种情况下，能够持续不断监控系统的人工智能就展现出了明显的优势。

50项**

西门子开展神经网络研究已有约30年了。公司已经在将神经网络应用于人工智能方面取得了长足的进步。例如，西门子持续优化其“面向神经网络的软件环境（SENN） ”，并针对不断涌现的新应用领域（包括燃气轮机和风机优化领域）对SENN进行了改良。Sterzing指出：“我们拥有约50项学习过程方面的**。”

西门子发电服务集团和CT已研发出能够持续优化燃气轮机燃烧过程的运行与控制的系统。这个系统名为“燃气轮机自主控制优化器（GT-ACO）”，它主要基于CT研发的人工智能技术。目前，西门子正在为亚洲的一个大客户安装这个系统，并将在西门子良好的H级燃气轮机上进行深入测试。测试于2017年2月底前开始。一般来说，对燃气轮机整体运行情况的改进是十分困难的，因为更低的排放通常会导致轮机使用寿命缩短。这是由于高能燃烧振荡会导致材料疲劳，从而加剧磨损。

在许多不同类型的燃气轮机上进行的测试结果已经证明，GT-ACO切实有效。*将燃机的氮氧化物排放量手动设置为较低后，人工智能系统将接管燃烧单元。西门子发电服务集团GT-ACO研发负责人Hans-Gerd Brummel说：“在测试中，人工智能系统启动两分钟后，排放值就下降了20%。”Brummel是西门子在轮机远程诊断和维护方面的开拓者。他曾荣获西门子“年度发明家”奖，以表彰他所取得的成绩。

优化排放

将人工智能系统用于轮机的主要目标是将氮氧化物的排放量降至较低。为实现这一点，GT-ACO的神经模型将改变燃料在燃气轮机燃烧器内的分布。然而，受位置、燃气成分和当地天气条件等因素的影响，每个燃烧器的设置不尽相同。正因如此，GT-ACO需要花几个星期来学习每个燃气轮机的情况，然后才能自动对控制过程作出有益的调整。

Brummel表示：“客户对我们的技术表现出了很大的兴趣。由于可再生能源在发电电网中所占比重很高，相关人员往往需要利用燃气轮机来维持电网频率。”在这种不断变化的运行环境中，振荡幅度增大的风险不断上升，磨损也相应增加。然而，Brummel充满信心：“对于这种情况，GT-ACO将能帮上大忙，因为它可以着重优化阻尼振动。”

GT-ACO还可用于在一定程度上延缓燃气轮机老化。这是因为，这项技术已将物理模型形式的燃气轮机热力学知识与机器学习结合了起来。

Sterzing坚信，这项技术在西门子将大有可为。它可以在配电、生产自动化和过程工业应用等领域大展身手。Brummel已经在与发电行业的客户探讨GT-ACO，并正在研发更多优化应用。