通过从被动维护转变为预见性维护,超高分辨率显微镜制造商显著缩短了平均维修时间

很少有公司可以声称他们在改变世界的发现中发挥了作用,但 ZEISS 却可以。ZEISS 于 160 年前创立于德国,在全球拥有 3 万多名员工,提供光学和光电领域的相关技术。

在其创始人发现了一种可重复的方法来制造高分辨率光学系统后,ZEISS 随之成为了第一家生产具有稳定质量标准的商用显微镜的公司。如今,其 ZEISS Microscopy 部门提供世界上最广泛的显微镜产品组合之一。ZEISS 仪器已经为 20 多位诺贝尔奖获得者在医学、化学和物理学领域的研究提供了动力。

服务中断可能造成数百万美元的损失

依靠价值在 50 万到 150 万美元之间的仪器为他们的研究提供动力的研究人员和实验室不能承受任何服务中断的后果。ZEISS 预测服务部门的产品负责人 Christian Schwindling 博士说:“我们的客户无法预见他们的显微镜何时会出现停机的危险,这可能会使他们陷入困境。”

对于研究人员和实验室设施而言,设备停机都会带来巨大的后果。对于研究人员,设备延误会延长项目的完成时间;在最坏的情况下,它可能会迫使科学家废弃测试运行或正在进行的其他工作。

ZEISS 仪器越来越多地被用作核心成像设施中必不可少的设备。在此类环境中,大学和生命科学公司之类的机构都会在一个设施中配备高端显微镜。这些机构可以通过设备租用和安排供其他部门和实验室使用来分担研究费用。

在设备出现故障时,机构无法收取费用。研究人员可能需要等待数周的时间才能重新开始使用关键设备。“由于多种原因,这些机构和研究人员必须确保我们的设备达到最佳性能。这包括从停机中恢复后,可能需要大量时间才能恢复研究进度这一事实。”Schwindling 博士解释说。

为什么确保正常运行时间和可用性是一项挑战

在这些设备承担如此重要任务的情况下,ZEISS 长期以来一直为客户提供专业细致的服务,在客户出现停机时随时派遣服务工程师。ZEISS 派遣服务工程师提供现场服务的成本很高,但仅仅是为了复制一些数据用于诊断。公司在全球拥有超过 800 名服务工程师,维修请求不断侵蚀着利润。随着公司扩展显微镜业务,这些服务成本不断上升。

我们的客户对这项服务印象深刻。他们喜欢它的原因是,这项服务使我们能够在问题产生影响之前主动发现并解决问题。

~ ZEISS 预测服务部门产品负责人 Christian Schwindling 博士

开启数字化转变历程

ZEISS 一直致力于提高客户满意度,因此构思了 ZEISS 预测服务。该服务设计为一项远程状态监控程序,其目标是更快速地诊断设备问题并提升系统正常运行时间。预期带来的好处是诊断能力更强、服务速度更快、正常运行时间更长。而同样重要的是,公司可在提高客户满意度的同时,进一步了解其设备在现场的运行情况。

该服务将充分利用物联网 (IoT),从公司的现场仪器中收集数据并在云端处理这些数据,使其在总部即时可用。这不仅使 ZEISS 能够在不派遣服务工程师的情况下快速诊断仪器,同时也为预测服务铺平了发展道路。此服务将成为公司提升高端产品利润的一种手段。

为精选客户推出试用服务

ZEISS 决定让其 Axio Scan.Z1 客户试用新的远程状态监控服务,这是一种用于病理学的自动切片扫描系统,通常全天候运行。为了启用该系统的预测服务,它从 Axeda(现在是 PTC 的一部分)调用 Machine Cloud Service。作为物联网技术市场的创新者,Axeda 提供的技术使公司能够建立安全连接并远程监控和管理各种机器、传感器和设备。它还提供了 Connected Machine Management 应用程序集,使公司可以远程监控和维修产品,甚至提供实时软件更新。

借助 Axeda 技术从 Axio Scan 上的传感器接收数据,ZEISS 与德国、奥地利和瑞士的精选客户一起启动了该试用服务。经过 5 年的试用,公司在学术界和生物制药行业中 85% 的客户都已连接到 Axeda 平台。“我们的客户对这项服务印象深刻。他们喜欢它的原因是,这项服务使我们能够在问题产生影响之前主动发现并解决问题。”Schwindling 博士解释道。

我们的任务之一是在扩展服务合同的同时提高服务效率。如果我们能为客户提供更好、更快的服务,高端合同就会对他们更有吸引力。

~ ZEISS 预测服务部门产品负责人 Christian Schwindling 博士

4 个月内成功过渡到 ThingWorx

在试用成功的基础上,ZEISS 计划在全球范围内部署其预测服务,并将这一支持扩展到其他产品。然而,在 PTC 收购 Axeda 并推出 ThingWorx 工业物联网 (IIoT) 平台后,ZEISS 面临着一个选择:向 ThingWorx 过渡,在内部开发物联网技术,或者选择一家新的技术供应商重新开始。

公司知道,用于 Axeda 的简易连接模型与 ThingWorx 的工作原理类似,但为了做出充分知情的决定,公司决定进行全面的技术审查和概念验证。

技术审查考虑了一系列广泛的功能,包括连接选项、应用程序开发工具和分析。ThingWorx 的表现出类拔萃。良好的产品声誉更加支持了这一决定。

选定之后,在加利福尼亚进行了概念验证。基于 ThingWorx SDK 的定制代理从 ZEISS X 射线显微镜收集数据,处理日志文件并将其发送到 ThingWorx Platform。这使公司能够远程测量 X 射线源。

“我们在加利福尼亚的同事对 ThingWorx 进行了测试,对此感到非常满意,”Schwindling 博士回忆道。

Microsoft Azure 的优势

另一个重要技术组件是 Microsoft Azure。ZEISS 是 Microsoft 的长期客户,一直以来在使用 Azure 云环境。借助 Azure,ZEISS 可以快速访问丰富的平台服务并在数小时而不是数月内建立所需的基础设施。此外,PTC 和 Microsoft 之间的深度集成意味着 ZEISS 可以轻松扩展并利用丰富的功能。

ThingWorx 与 Azure 云相结合,提供了具有企业级安全性和可扩展性的一流物联网开发工具,使 ZEISS 能够在全球范围内快速构建、管理和部署应用程序。

ZEISS 很高兴地发现,它可以在短短四个月内完成过渡。利用 PTC 在 Axeda 方面的知识并与经验丰富的 PTC ThingWorx 系统集成商(位于慕尼黑的 doubleSlash Net-Business GmbH)合作,公司得以实现这一点。doubleSlash 专注于帮助客户开发“智能互联产品”领域中的功能。

“我们选择 doubleSlash 作为我们的集成合作伙伴是因为他们在 Axeda 和 ThingWorx 方面具有丰富经验。他们以结构化的方式指导我们完成项目,并使我们能够在一年内连接 450 个系统,这令人印象深刻。”Schwindling 博士说。

衡量服务优化的好处

自推出其新解决方案以来,ZEISS 在数量和质量上均获益匪浅。总体而言,公司在 13 个月内将首次修复率提高了 7%,并在一年内显著缩短了处理远程修复的平均时间。

远程预测监控服务和自动化例程使 ZEISS 能够将与校准相关的停机时间从一天缩短到一两个小时。“我们可以看到何时应校准 X 射线系统并应派遣技术人员启动校准程序。接下来,我们将通知我们的服务技术人员,以便他们可以联系客户,客户可以启动自我校准。”Schwindling 博士解释说。

前途光明

ZEISS 对其预测监控服务带来的潜力感到兴奋。公司打算创建仪表板,以便监控与仪器相关的趋势,并提前预测部件故障。这样便可派遣服务技术人员修复这些问题,或者越来越多地通过远程手段来解决。

“虽然我们在将设备运送给客户之前对组件进行测试,但由于所有组件都在实验室中使用,因此不可能对它们进行组合测试。我们的新服务使收集性能参数以确定趋势成为可能。随之而来的是,我们可以引入阈值警报,警告客户某个组件可能很快会停止工作,并采取合理的预防措施。”Schwindling 博士说。

公司计划使用 Azure 来向客户提供系统性能的深入见解。ZEISS 还推出了一个客户门户,称为“数字客户伙伴”,客户可以登录该门户查看他们正在运行的所有 ZEISS 设备的详细信息,包括状态和使用情况。