近日，筆者受邀參觀了西門子在北京的亞太區(qū)首個數字化體驗中心，該中心全面展示了西門子面向“工業(yè)4.0”的數字化企業(yè)(Digital Enterprise)理念。
坐落在西門子北京辦公園區(qū)的西門子數字化體驗中心包括數字化企業(yè)、全生命周期管理軟件(PLM)、全集成自動化、可持續(xù)能源和信息安全實驗室五大展廳，集中展示了數字化在產品設計、生產規(guī)劃、生產工程到生產制造和運維的整個生命周期的具體應用，也就是西門子的“數字化雙胞胎”(DigitalTwin)。
“作為全球唯一一家能在產品研發(fā)與制造過程以及工廠管理的完整價值鏈上提供‘數字化雙胞胎’的企業(yè)，西門子能夠幫助企業(yè)實現(xiàn)端到端的數字化，使高效的大規(guī)模定制化生產成為可能。”西門子(中國)有限公司執(zhí)行副總裁、數字化工廠集團總經理王海濱告訴記者。
其中，在數字化企業(yè)展廳，西門子基于云的開放式物聯(lián)網操作系統(tǒng)MindSphere首次面向中國市場展示其理念與應用。MindSphere是西門子數字化業(yè)務增長的重要推動力之一。制造商通過MindSphere可快速、高效地采集海量數據并挖掘數據中的價值，以最少的投入大幅提高生產設備的性能和可用性。
西門子龐大的工業(yè)設備基礎和覆蓋眾多行業(yè)的專業(yè)知識，為MindSphere帶來獨特的數據采集和價值挖掘優(yōu)勢。開放的MindSphere不僅為第三方設備的安全接入提供了多種方式，覆蓋所有支持OPC UA通訊技術的設備或系統(tǒng)，還能夠使更多的程序開發(fā)者和最終用戶借助這一平臺開發(fā)或使用多樣化的應用。
目前，在全球范圍內，西門子已經攜手合作伙伴開發(fā)出了50余種應用(App)，將與包括源訊、埃森哲、Evosoft、SAP、微軟、亞馬遜云服務(AWS)和Bluvision等眾多合作伙伴一起，不斷推動以MindSphere為平臺的生態(tài)系統(tǒng)的建設。
西門子眼中的數字化
數字化從根本上改變了這個世界運轉的方式，改變了一個企業(yè)組織運營與創(chuàng)造價值的方式?？梢哉f，數字化改變了一切。關于數字化，相信每個人都有自己的體會。但西門子作為一個制造業(yè)從業(yè)者，對數字化有自己獨到的觀察。
第一、從硬件到軟件
西門子從傳統(tǒng)上來說是一家電氣和自動化設備公司，但是一個不爭的事實是軟件改變業(yè)務模式的案例越來越多，軟件及軟件相關事物的比重也越來越大，軟件開始逐漸嵌入到工廠的生產和運維之中。最終，我們需要依靠軟件來解決新的問題，應對新的挑戰(zhàn)，產生新的價值。
第二、用戶參與設計
隨著“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”等概念引領的數字化浪潮席卷而來，面對市場，制造業(yè)企業(yè)必須更進一步，做到個性化生產甚至個性化設計。產品將不再局限于功能性和實用性，還需彰顯個人性格;消費者購買的也不僅是產品本身，還有定制過程的“參與感”。
用戶參與設計和生產將會徹底改變我們整個組織生產的模式——制造商必須以規(guī)?；杀究焖佟㈧`活的生產出定制化產品。
第三、新技術促生了新的商業(yè)模式
新技術比如云計算、物聯(lián)網等驅動工業(yè)領域的變革，我們在日常生活中通過手機中的APP Store(應用商店)去搜索各種各樣的應用軟件，工業(yè)領域也將很快迎來這么一天——打開工業(yè)應用商店，里面有監(jiān)視、分析能耗的APP，也有分析整條生產線的APP、或是監(jiān)控某臺設備位置和狀況的APP等等……這將是對傳統(tǒng)工業(yè)領域商業(yè)模式的徹底顛覆。
正是基于以上思考，西門子提出了“數字化雙胞胎”的理念和推出了基于云的開放式物聯(lián)網(IoT)操作系統(tǒng)。
何為“數字化雙胞胎”？
隨著互聯(lián)網的深入發(fā)展，制造業(yè)與互聯(lián)網的融合帶來了工業(yè)互聯(lián)網。不管是工業(yè)4.0還是中國制造2025，都是在探索制造業(yè)的轉型變革之路。作為專注于電氣化、自動化和數字化的西門子用“數字化雙胞胎”來推動制造業(yè)的數字化轉型。
數字化意味著高效的產品生產、快速的市場響應、滿足個性化需求的能力和制造環(huán)節(jié)的靈活性。這是企業(yè)能夠在激烈競爭中保持優(yōu)勢的法寶，也是中國制造業(yè)的轉型方向。
西門子的“數字化雙胞胎”包括“產品數字化雙胞胎”、“生產工藝流程數字化雙胞胎”和“設備數字化雙胞胎”，完整真實地再現(xiàn)了整個企業(yè)，從而幫助企業(yè)在實際投入生產之前即能在虛擬環(huán)境中優(yōu)化、仿真和測試，在生產過程中也可同步優(yōu)化整個企業(yè)流程，最終實現(xiàn)高效的柔性生產、實現(xiàn)快速創(chuàng)新上市，增強企業(yè)持久競爭力。
數字化支持制造商在基于“數字化雙胞胎”的完全虛擬環(huán)境內模擬、測試并優(yōu)化產品、生產工藝流程以及工廠設備。這樣，制造業(yè)和過程工業(yè)不僅能夠大幅提高創(chuàng)新速度和生產力，而且可以挖掘新的業(yè)務模式。
例如西門子和阿迪達斯推動阿迪達斯智能工廠SPEEDFACTORY的數字化進程，讓產品制造與消費者的聯(lián)系更加緊密，讓消費者根據健身需求和對功能的要求來定制產品成為可能。
在西門子數字化體驗中心，筆者看到了一條真實的數字企業(yè)示范線。西門子的專家以一個個性化印章的生產為例，演示了一個產品的制造全過程。從下訂單開始到印章制作完成，只用了不到15分鐘。而且在整個生產過程的各個環(huán)節(jié)的信息實現(xiàn)了完全數字化，包括產品質量控制和信息溯源等。雖然只是簡單的印章制作，但是整個的生產流程是完整、真實的，與正常的產品生產流程完全一致。
西門子用“數字化雙胞胎”打通了數字化環(huán)境和企業(yè)的實際生產環(huán)境，從而在一個數字化世界復制物理世界，實現(xiàn)在數字化世界驗證物理世界中的生產。
目前西門子工業(yè)自動化產品成都生產及研發(fā)基地(SEWC)借助“數字化雙胞胎”，以數字化企業(yè)的理念脫穎而出。在SEWC，不但設備和產品可以實時溝通，所有生產工序也在數字化解決方案的幫助下得到優(yōu)化，讓每個環(huán)節(jié)能夠緊密互聯(lián)、精準高效。
在研發(fā)部門，工程師使用西門子NX軟件對產品進行虛擬設計和組裝，實現(xiàn)“可見即可得”，大大縮短了產品從設計到分析的周期。
而在生產線上，剛剛上崗的新人也能在西門子產品生命周期管理軟件(PLM)和制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的幫助下快速上手。工作人員的電腦上會顯示由西門子的MES系統(tǒng)Simatic IT生成并實時更新的電子任務單，幫助他們完成對生產計劃的高效調度。生產訂單由Simatic IT統(tǒng)一下達，通過與ERP系統(tǒng)的高度集成，實現(xiàn)生產計劃、物料管理等數據的實時傳送。通過集成對工廠內各個流程的管理，Simatic IT可保證工廠管理與生產的高度協(xié)同。
同時，在物料運輸環(huán)節(jié)，西門子數字化物流系統(tǒng)可以利用流水線上的感應器，以及ERP、Simatic IT和倉庫管理軟件，“指揮” 所需物料運送到指定位置，實現(xiàn)過程的全透明、全自動。
MindSphere有啥不一樣？
不管是數字化企業(yè)還是“數字化雙胞胎”都離不開數字化的技術，比如云計算、大數據、物聯(lián)網等。為了支撐數字化業(yè)務，西門子提供了一個基于云的開放式物聯(lián)網(IoT)生態(tài)系統(tǒng)。作為平臺即服務(PaaS)，MindSphere 支持應用(APP)和數字化服務的開發(fā)、運營和供應。
談及西門子MindSphere的推出，西門子(中國)有限公司數字化工廠集團工廠數字化服務總監(jiān)李漓表示，MindSphere并不是作為單個產品而推出，而是綜合了西門子各個不同的產品，逐步形成一個開放式的平臺。
“MindSphere基于云端的開放式物聯(lián)網操作系統(tǒng)的定義，把我們的商業(yè)愿景表露得淋漓盡致，就是要建工業(yè)物聯(lián)網領域的生態(tài)系統(tǒng)。”李漓說。
現(xiàn)在，市場有許多和西門子相似的物聯(lián)網操作系統(tǒng)，那么MindSphere有啥不一樣的呢?李漓表示，MindSphere具有自己鮮明的特點。
首先，MindSphere從設備底層開始往上做，這樣做的結果就是數據采集的高效性和由此帶來的經濟效益。這得益于西門子在自動化、電氣化領域擁有非常廣泛的產品線，這是特別大的價值所在。
其次是西門子對各個垂直市場有深刻的理解，能為客戶提供透明易用的可視化分析環(huán)境，助力客戶將數據轉化為高價值的物聯(lián)網分析模型。
最后是獨樹一幟的開放性：一方面，數據采集端的應用程序編程接口(API)賦予了MindSphere在數據采集端具有極其廣泛的兼容性，使得它不僅支持西門子設備，還支持海量的第三方設備。另一方面，MindSphere提供了友好的開發(fā)環(huán)境，同樣開放了面向廣大應用開發(fā)者的應用程序編程接口(API)，廣大的應用開發(fā)者都可以在MindSphere上開發(fā)App。
在物理實體與虛擬世界的交互中，MindSphere以最高標準保障信息安全：一方面在數據傳輸過程中嚴格遵守高標準的安全傳輸協(xié)議HTTPS，另一方面西門子及其云基礎設施合作伙伴以最高標準建設云數據中心以存儲數據，確保端到端的數據安全。
依托西門子在電氣化、自動化和數字化領域的優(yōu)勢，MindSphere能夠幫助不同行業(yè)、各種規(guī)模的企業(yè)快速高效地收集和分析工業(yè)現(xiàn)場的海量數據，從中獲取價值和洞察，進而實現(xiàn)新的業(yè)務模式的成功。
MindSphere將自身定義為操作系統(tǒng)，向下為連接各類設備提供了統(tǒng)一的接口，實現(xiàn)不同設備之間的互聯(lián)互通;向上為各種各樣的應用軟件提供良好的開發(fā)、運營環(huán)境。
MindSphere生態(tài)系統(tǒng)提供用途不一的廣泛應用(MindApps)。此外，客戶和合作伙伴可在該平臺上開發(fā)自己的應用，并使用和運營這些應用。這些應用有助于開展新型數字化服務。依托MindConnect，西門子為簡化機器、設備和系統(tǒng)與MindSphere的安全聯(lián)網提供多種方式。
應該說MindSphere是西門子將物聯(lián)網、云計算和大數據分析等技術進行落地的產品。MindSphere讓設備和產品走下生產線之后仍然能夠與虛擬世界保持聯(lián)系，使得“數字化雙胞胎”的壽命得以從產品設計和生產階段延伸至產品的整個生命周期。
還是以前面的SEWC為例，SEWC通過優(yōu)化能源效率來增強精益生產和精益管理。這種能效分析服務就是通過一個搭載在MindSphere上的應用(App)來實現(xiàn)的。
通過安裝于工廠各能源環(huán)節(jié)的傳感器，以及其它信息系統(tǒng)，MindSphere能實時采集設備、產線和廠房的能耗數據，借助云端的各種用戶界面(UI)工具，第一時間向用戶提供高度可視化的能源透明度。在此基礎之上，服務提供商和用戶的能源專家團隊還可以依托云端提供的諸多分析工具，結合自身的行業(yè)知識，進行全面深入的分析挖掘，找到能效優(yōu)化的潛力空間，并提供實現(xiàn)優(yōu)化的解決方案。
對于中國市場的布局，中國是第一批MindSphere投入商業(yè)運營的國家，此前MindSphere在國外已經擁有眾多落地案例。這些很容易為國內生態(tài)圈的用戶和合作伙伴所復用。接下來我們站在經驗和成功的案例基礎之上，依托本土市場進一步開發(fā)開發(fā)適合于本土市場用戶需求的應用。
寫在最后
西門子數字化體驗中心全面展示了西門子在數字化企業(yè)方面的理念。目前西門子數字化企業(yè)解決方案已經幫助各種類型、規(guī)模不同的工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)數字化轉型。其中，既包括支持中國航天科工集團公司、金宇生物技術股份有限公司等企業(yè)打造全新的智能化工廠，也包括與中國寶武鋼鐵集團有限公司、中信戴卡股份有限公司等企業(yè)合作實現(xiàn)現(xiàn)有生產設備和工廠的數字化轉型升級。
未來，隨著數字化的發(fā)展，西門子數字化體驗中心還將不斷升級。今年，西門子計劃在上海等其他城市陸續(xù)設立針對不同業(yè)務重點的數字化體驗中心，搭建面向中國乃至亞太地區(qū)的數字化技術和數字化企業(yè)體驗與教育網絡。
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轉型的最終目的 -提質降本增效
