解密西門子“數(shù)字化雙胞胎”

郭濤

西門子提出的“數(shù)字化雙胞胎”已經(jīng)不是一個(gè)紙面上的概念，而是可以實(shí)際落地的應(yīng)用。在“2017漢諾威工業(yè)博覽會”上，西門子“數(shù)字化企業(yè)”的業(yè)務(wù)組合登場亮相，全面展示了以數(shù)字化手段支持制造企業(yè)在基于“數(shù)字化雙胞胎”的完全虛擬的環(huán)境內(nèi)模擬、測試并優(yōu)化產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝流程和工廠設(shè)備，不僅幫助制造業(yè)和過程工業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)大幅提高創(chuàng)新速度和生產(chǎn)力，并且可以創(chuàng)建新的業(yè)務(wù)模式。

如今，通過設(shè)在北京的西門子在亞太區(qū)的首個(gè)數(shù)字化體驗(yàn)中心，西門子在中國的客戶和合作伙伴也可以親身體驗(yàn)數(shù)字化的生產(chǎn)流程，看到一個(gè)數(shù)字化企業(yè)的全貌。

數(shù)字化企業(yè)什么樣？

6月7日，記者一行參觀了坐落于西門子北京辦公區(qū)的西門子數(shù)字化體驗(yàn)中心。在體驗(yàn)中心大門打開的一刻，一幅忙碌的生產(chǎn)場景展現(xiàn)在記者眼前。這不是人們通常所認(rèn)為的演示環(huán)境，而是一條真實(shí)的數(shù)字企業(yè)示范線。西門子的專家以一個(gè)印章的生產(chǎn)為例，演示了一個(gè)產(chǎn)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。雖然只是簡單的印章制作，但是整個(gè)的生產(chǎn)流程是完整、真實(shí)的，與正常的產(chǎn)品生產(chǎn)流程完全一致。

這條數(shù)字企業(yè)示范線反映出，未來企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)過程將是高度一致的，將徹底顛覆傳統(tǒng)的制造。舉例來說，濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司主要生產(chǎn)大型、復(fù)雜的機(jī)床設(shè)備，按照傳統(tǒng)的定制化生產(chǎn)模式，不僅機(jī)床設(shè)備的制造周期長，而且變更難、成本高。采用“數(shù)字雙胞胎”模式，制造環(huán)節(jié)更加靠近研發(fā)端，兩者有機(jī)結(jié)合，將產(chǎn)品的上市周期從以前的18個(gè)月縮減到8個(gè)月，成本降低到原來的三分之一。數(shù)字化生產(chǎn)的益處顯而易見，不僅可以提高生產(chǎn)效率，減少浪費(fèi)，還能讓專業(yè)化的協(xié)作保持一致。

西門子數(shù)字化體驗(yàn)中心包括數(shù)字化企業(yè)、全生命周期管理軟件、全集成自動(dòng)化、可持續(xù)能源和信息安全實(shí)驗(yàn)室五大展廳，集中展示了數(shù)字化在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程到生產(chǎn)制造和運(yùn)維的整個(gè)生命周期內(nèi)的具體應(yīng)用?！白鳛槿蛭ㄒ荒茉诋a(chǎn)品研發(fā)與制造過程，以及工廠管理的完整價(jià)值鏈上提供‘?dāng)?shù)字化雙胞胎的企業(yè)，西門子可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)端到端的數(shù)字化，使高效的大規(guī)模定制化生產(chǎn)成為可能?！蔽鏖T子（中國）有限公司執(zhí)行副總裁、數(shù)字化工廠集團(tuán)總經(jīng)理王海濱表示。

現(xiàn)在，人們熱衷于談?wù)摂?shù)字經(jīng)濟(jì)。參觀完西門子數(shù)字化體驗(yàn)中心，記者一個(gè)最突出的感受是，數(shù)字經(jīng)濟(jì)絕不是虛擬經(jīng)濟(jì)，而是用數(shù)字化的手段改變或者說重新塑造實(shí)體經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)實(shí)體經(jīng)濟(jì)更高效的發(fā)展。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)剛出現(xiàn)時(shí)，之所以有人感覺“虛”，是因?yàn)闆]有看到云計(jì)算、大數(shù)據(jù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的成功案例?，F(xiàn)在，我們說云計(jì)算、大數(shù)據(jù)已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)際落地的階段，就是因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)中，我們看到了大量利用先進(jìn)技術(shù)手段改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的鮮活例子，比如精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智能制造、智慧醫(yī)療、新零售等。

MindSphere探秘

在西門子數(shù)字企業(yè)示范線上，記者注意到了一個(gè)特別的柜子，里面是各種線路板、線纜和設(shè)備，還有一個(gè)不太起眼的小盒子。西門子（中國）有限公司數(shù)字化工廠集團(tuán)工廠數(shù)字化服務(wù)總監(jiān)李漓一語道破，這個(gè)小盒子名為MindConnect NANO，它主要用于收集工業(yè)場景中各種終端和設(shè)備的數(shù)據(jù)，然后上傳到西門子MindSphere云平臺中。MindConnect NANO是一個(gè)即插即用的數(shù)據(jù)接入網(wǎng)關(guān)，支持開放通信標(biāo)準(zhǔn)OPC UA。MindConnect NANO的體積不大，且安裝十分簡單，就像在家中安裝和配置一臺家用路由器一樣，連接上電源和網(wǎng)線就能開始使用。

MindSphere是西門子基于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，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(shù)據(jù)，從中獲取價(jià)值。其實(shí)，MindSphere也是我們俗稱的PaaS平臺，向下為連接各類工業(yè)設(shè)備提供了統(tǒng)一的接口，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的互聯(lián)互通；向上為各種各樣的應(yīng)用軟件提供良好的開發(fā)、運(yùn)營環(huán)境。用戶從MindSphere上獲取應(yīng)用程序和服務(wù)就像從智能手機(jī)里的應(yīng)用商店中獲取App一樣簡單。

西門子自己并不做IaaS，而是選擇與IaaS廠商合作。一位來自制造領(lǐng)域的西門子的合作伙伴表示，他們選擇與西門子合作，采用MindSphere，就可以不用管PaaS和IaaS，只要專心致志地做好SaaS垂直應(yīng)用的開發(fā)即可。李漓也表示，基于Cloud Foundry開發(fā)的MindSphere是一個(gè)開放的平臺，為開發(fā)各類工業(yè)應(yīng)用軟件的廠商提供了便利。

西門子正通過新的合作伙伴、App和互聯(lián)技術(shù)，推動(dòng)MindSphere的發(fā)展。源訊、埃森哲、SAP、微軟、Evosoft、亞馬遜云服務(wù)（AWS）等都是西門子的合作伙伴。MindSphere應(yīng)用程序被稱為MindApp，現(xiàn)已推出約50種，包括降低安全風(fēng)險(xiǎn)、提升互聯(lián)設(shè)備和工廠可用性等多種功能。西門子展示了20多個(gè)MindSphere的應(yīng)用案例。

德國一家知名的研磨機(jī)床生產(chǎn)商，以前將機(jī)床交付給用戶就萬事大吉了。不過每次機(jī)床出問題，用戶總會有很多抱怨，比如不知機(jī)床的問題出在哪里，或者修理不及時(shí)等。在采用西門子MindSphere后，所有售出的機(jī)床運(yùn)行數(shù)據(jù)，甚至刀具的運(yùn)行數(shù)據(jù)都可以通過MindSphere監(jiān)測，在實(shí)際出現(xiàn)問題之前，機(jī)床生產(chǎn)廠商會提前與客戶進(jìn)行溝通，利用一次計(jì)劃內(nèi)停機(jī)的空當(dāng)，對機(jī)床進(jìn)行維修，更換零部件，從而消除了計(jì)劃外宕機(jī)，實(shí)現(xiàn)了故障的可控。

此外，還有很多西門子幫助客戶實(shí)現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)的成功案例。今年4月，西門子宣布與體育運(yùn)動(dòng)品牌阿迪達(dá)斯開展合作，雙方將攜手推動(dòng)阿迪達(dá)斯智能工廠SPEEDFACTORY的數(shù)字化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)快速、透明和定制化的生產(chǎn)。

MindSphere是西門子于2016年推出的，雖然已經(jīng)有了一批成功的應(yīng)用案例，但它本身還不是一個(gè)盡善盡美的產(chǎn)品，仍需要持續(xù)迭代，不斷優(yōu)化和完善。所以，西門子在推廣MindSphere時(shí)，瞄準(zhǔn)的客戶都是那些有強(qiáng)烈的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求、愿意嘗試云等新模式、以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)增值為目標(biāo)的行業(yè)先鋒客戶。在MindSphere項(xiàng)目實(shí)施的過程中，西門子會與客戶、合作伙伴一起，不斷完善MindSphere這個(gè)開放的生態(tài)系統(tǒng)。

更全面的數(shù)字化體驗(yàn)

西門子在中國設(shè)立數(shù)字化體驗(yàn)中心，一方面可以向中國客戶和合作伙伴展示西門子全面的數(shù)字化技術(shù)；另一方面，這個(gè)中心還兼具孵化創(chuàng)新、促進(jìn)產(chǎn)學(xué)合作的作用。今年秋季，西門子將推出一個(gè)全球性的初創(chuàng)企業(yè)計(jì)劃——MindSphere Rocket Club，目前就是扶持那些與MindSphere生態(tài)系統(tǒng)密切相關(guān)的初創(chuàng)企業(yè)。

在中國，西門子數(shù)字化企業(yè)解決方案已經(jīng)在不同規(guī)模的工業(yè)企業(yè)中扎根、開花、結(jié)果。比如，中國航天科工集團(tuán)公司、金宇生物技術(shù)股份有限公司等在西門子的幫助下打造了全新的智能化工廠。再比如，中國寶武鋼鐵集團(tuán)有限公司、中信戴卡股份有限公司等在西門子的幫助下實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)設(shè)備和工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。西門子還在蘇州建立了亞太地區(qū)唯一一個(gè)工業(yè)信息安全監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，用來監(jiān)測西門子工廠的所有設(shè)備，抵御不法入侵。

埃森哲預(yù)計(jì)，2030年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將為全球帶來14.2萬億美元的收入，為中國帶來1.8萬億美元的累計(jì)GDP增長。工業(yè)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有行業(yè)示范和帶動(dòng)作用。西門子數(shù)字企業(yè)解決方案在工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒂懈嘤梦渲亍０从?jì)劃，西門子還將在上海等城市陸續(xù)設(shè)立面向不同業(yè)務(wù)重點(diǎn)的數(shù)字化體驗(yàn)中心，搭建覆蓋中國乃至亞太地區(qū)的數(shù)字化技術(shù)和數(shù)字化企業(yè)體驗(yàn)和教育網(wǎng)絡(luò)。