西門子 MindSphere ——云技術(shù)引領(lǐng)工業(yè)新浪潮

文:劉恒2017年第四期

    近期,在西門子數(shù)字化體驗(yàn)中心落成典禮及媒體溝通會上,西門子(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、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)李漓等多位企業(yè)高層就新推出的基于云的、開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)MindSphere,以及西門子對當(dāng)前制造業(yè)數(shù)字化建設(shè)的看法,作了詳細(xì)的闡述和介紹。

Q:請問西門子如何定義制造企業(yè)的數(shù)字化建設(shè)?其中包括那幾方面的建設(shè)重點(diǎn)?

    王海濱:西門子將數(shù)字化企業(yè)的精髓、核心定義為“數(shù)字化雙胞胎”,即在一個制造企業(yè)內(nèi)部要建設(shè)三個維度的“數(shù)字化雙胞胎”。第一個維度是企業(yè)所研發(fā)的產(chǎn)品本身需要建立它的數(shù)字化模型,即在計(jì)算機(jī)環(huán)境里能夠看到所研發(fā)產(chǎn)品的形狀、物理尺寸、電氣特性等,以及一個現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)物產(chǎn)品,這是一一對應(yīng)的關(guān)系,也可以叫做產(chǎn)品的“數(shù)字化雙胞胎”。

西門子(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

    第二個維度是在企業(yè)用于生產(chǎn)該產(chǎn)品的生產(chǎn)現(xiàn)場、產(chǎn)線,以及產(chǎn)線上的各種生產(chǎn)設(shè)備也需要被建立起“數(shù)字化雙胞胎”。第三個維度是企業(yè)的業(yè)務(wù)流程,從接到客戶的訂單開始,觸發(fā)了面向這個訂單的產(chǎn)品設(shè)計(jì),到面向這個訂單的供應(yīng)商的物料準(zhǔn)備、生產(chǎn)流程,及整個生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制流程等,這些業(yè)務(wù)流程本身也需要建立起“數(shù)字化雙胞胎”。

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

    這三個“數(shù)字化雙胞胎”相互之間又不是完全孤立的,而是有機(jī)地結(jié)合在一起,這就是西門子所倡導(dǎo)的數(shù)字化企業(yè)的愿景。在一個共有的數(shù)據(jù)協(xié)同平臺(Teamcenter)上,運(yùn)行這三個齒輪,一個是產(chǎn)品研發(fā)的齒輪(PLM),這個齒輪背后是建立產(chǎn)品“數(shù)字化雙胞胎”的過程;中間這個齒輪就是業(yè)務(wù)流程、制造流程“數(shù)字化雙胞胎”(MOM);第三個齒輪是制造業(yè)現(xiàn)場的“數(shù)字化雙胞胎”(TIA),這三個齒輪互相咬合在Teamcenter這個平臺上,來完成一個制造業(yè)的企業(yè)端到端全價(jià)值鏈的數(shù)據(jù)聯(lián)通。接下來就是把數(shù)據(jù)從制造業(yè)的現(xiàn)場大量地、方便地采集、然后送到云端,傳送到西門子基于云的、開放的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)MindSphere上,形成大數(shù)據(jù),這樣,企業(yè)就可以基于云端這個大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘來產(chǎn)生更多的價(jià)值,這就是西門子所倡導(dǎo)的數(shù)字化企業(yè),或者是智能制造的藍(lán)圖。

Q:西門子開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)MindSphere的特點(diǎn)有哪些?與目前一些企業(yè)開發(fā)的云端應(yīng)用或某些互聯(lián)網(wǎng)平臺公司相比,MindSphere操作系統(tǒng)有哪些不同之處?

    李漓:首先,西門子MindSphere被定義成一個基于云端開放的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),它使用類比似的定義其實(shí)是有深層次原因的。MindSphere的一大特點(diǎn)是,它向下會直接到達(dá)車間級工廠設(shè)備,實(shí)時安全地把設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)采集到云端上;而向上它對于應(yīng)用軟件的開發(fā)層提供一個開放的架構(gòu),使得所有的應(yīng)用開發(fā)商能夠在用戶友好的界面和環(huán)境下,開發(fā)各種各樣場景的軟件來產(chǎn)生不同領(lǐng)域、不同垂直市場的價(jià)值增值。

    MindSphere的這種架構(gòu)很像傳統(tǒng)PC機(jī)領(lǐng)域的操作系統(tǒng),向下要接觸各種各樣的硬件,不只是IO輸入輸出;而向上要能夠廣泛地支持各種各樣的軟件應(yīng)用形成各種專用技術(shù)、使用場景的特性,這兩者是有相通的。

    目前,很多企業(yè)逐漸建立了或者既有的基于云端的應(yīng)用,在某種程度上是專有場景單個任務(wù)云化的一種解決方案。從這個角度上說,其任務(wù)的廣度上其實(shí)是不能和一個操作系統(tǒng)相比的,而與之形成對照的是,MindSphere是一個通用性的平臺,西門子瞄準(zhǔn)的是整個制造業(yè)、整個工業(yè)領(lǐng)域,還有在樓宇、醫(yī)療、交通、市政等應(yīng)用市場,或者廣義上的第二產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,MindSphere都要服務(wù)于這些場景,所以它的通用性決定了其更具有操作系統(tǒng)的特色。

    MindSphere相比于市面上一些類似互聯(lián)網(wǎng)平臺的不同之處在于,西門子依托自己在自動化和電氣化領(lǐng)域廣泛的市場滲透率,依托一百多年的知識積累,令MindSphere可以很容易從西門子在市場上已有存量的自動化和電氣化產(chǎn)品上實(shí)時地、即插即用地取得數(shù)據(jù),這一點(diǎn)尤其是對企業(yè)而言是特別重要的一個特質(zhì)。這意味著采集數(shù)據(jù)的效率更高,成本很低,這一點(diǎn)市面上很多工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的平臺是做不到的。

    另外,數(shù)據(jù)采上來要通過應(yīng)用帶來價(jià)值增值,這一應(yīng)用開發(fā)需要有大量的對于行業(yè)、對于應(yīng)用場景的理解作為鋪墊。西門子在工業(yè)領(lǐng)域已有一百多年的開發(fā)歷史,有著非常豐富的專業(yè)知識,對某些特定場景或垂直行業(yè)擁有豐富的開發(fā)經(jīng)驗(yàn),擅長進(jìn)行資源整合以帶來更大的價(jià)值增值,這也是MindSphere的另一個特點(diǎn)。更重要的,前面提到的三個維度上的“數(shù)字雙胞胎”有三個齒輪,以及Teamcenter軟件平臺和數(shù)據(jù)平臺,帶來了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)組織階段的“數(shù)字化雙胞胎”,加上MindSphere操作系統(tǒng),西門子關(guān)注的是由MindSphere獲取的設(shè)備健康狀態(tài),它意味著產(chǎn)品生產(chǎn)出來交付到客戶去開始使用之后,每時每刻的狀態(tài)都可以通過MindSphere采集回來,從而形成一個大的閉環(huán),真正覆蓋了產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到生產(chǎn),再到最后服務(wù)使用的全生命周期。

Q:從實(shí)際應(yīng)用開看,基于云端、開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)MindSphere可以為制造企業(yè)帶來哪些具體的應(yīng)用價(jià)值?

    王海濱:關(guān)于MindSphere操作系統(tǒng)把數(shù)據(jù)采集、放到云端,在云端進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析來產(chǎn)生價(jià)值這個想法不是今天才有的,實(shí)際上,這一場景在十幾年前、甚至二十年前的工業(yè)界已經(jīng)有了。但要在二十年前實(shí)現(xiàn)這個場景,在技術(shù)上的難度比起今天來講要困難的多。

    而在今天,互聯(lián)網(wǎng)無處不在,數(shù)據(jù)很方便地就能被采集到現(xiàn)場的控制器,如PLC連接到Internet,通過有線方式或是無線Wi-Fi,就能把數(shù)據(jù)傳送出去,這是技術(shù)變化帶來的便利。

    但同時也帶來了兩個問題:第一,數(shù)據(jù)放在互聯(lián)網(wǎng)上,信息的保護(hù)、數(shù)據(jù)的加密是一個很大的挑戰(zhàn)。每一個企業(yè)用戶,都不太希望自己的數(shù)據(jù)被別人輕易拿到,所以信息的加密技術(shù)是一個非常重要的基礎(chǔ)條件。需要在網(wǎng)絡(luò)上建立一個操作系統(tǒng),使人們很方便地對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行展示,分析并挖掘數(shù)據(jù)背后的信息,這就是MindSphere誕生的背景。

    西門子的優(yōu)勢就在于,把這個數(shù)據(jù)從現(xiàn)場采集回來的難易程度。在這個方面,西門子先行一步,因?yàn)樵诠I(yè)現(xiàn)場,西門子的PLC及驅(qū)動設(shè)備、各種工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備等大量存在,使得西門子在數(shù)據(jù)采集上有先天優(yōu)勢。

    第二個區(qū)別在于對于數(shù)據(jù)的態(tài)度,西門子并不擁有這些數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)都是客戶的,如果客戶運(yùn)行自己的壓縮機(jī),從壓縮機(jī)上傳過來的數(shù)據(jù),或者自動扶梯、電梯、各種機(jī)器設(shè)備將數(shù)據(jù)傳過來之后,這些數(shù)據(jù)本身的擁有者是客戶。如果客戶具備在大數(shù)據(jù)上進(jìn)行價(jià)值挖掘的能力,西門子的MindSphere會提供給客戶一個應(yīng)用程序接口API,讓他可以開發(fā)自己的APP。如果企業(yè)里面沒有這么多的軟件人員和數(shù)據(jù)分析人員,愿意把APP的開發(fā)工作交給西門子來做,西門子也會有工業(yè)服務(wù)部門來替用戶開發(fā)APP,或者也可以把它交給第三方的APP開發(fā)者進(jìn)行開發(fā)。

Q:目前基于MindSphere開放式架構(gòu),西門子推出了哪些App應(yīng)用軟件可以供用戶選用?未來的開發(fā)計(jì)劃有哪些?

    李漓:在今年漢諾威工業(yè)展上,西門子匯同諸多合作伙伴向大家展示了50多款應(yīng)用App,接下來大家可以在市面上逐漸看到更多的開發(fā)應(yīng)用軟件。在今年夏末秋初的時候,西門子關(guān)于MindSphere操作系統(tǒng)會有一系列的應(yīng)用開發(fā)的發(fā)布節(jié)點(diǎn),包括一些功能上的更新,以及相應(yīng)的應(yīng)用發(fā)布等等。

    MindSphere操作系統(tǒng)的優(yōu)勢在于強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集能力,以及由于它的標(biāo)準(zhǔn)化和即插即用的特性,將給用戶帶來經(jīng)濟(jì)上和企業(yè)解決方案標(biāo)準(zhǔn)性上的受益,這是非常突出的一點(diǎn)。除此之外,依托西門子數(shù)字化工廠本身固有的“數(shù)字化雙胞胎”能力,隨著西門子業(yè)務(wù)的逐漸深入,將會陸續(xù)有新的產(chǎn)品功能發(fā)布,相信大家可以更深切地感受到西門子覆蓋整個工業(yè)生產(chǎn)生命周期大閉環(huán)的日漸成型。

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