西門子，作為“工業(yè)4.0”最初的發(fā)起者和重要的構(gòu)建者之一，一開始就將數(shù)字化企業(yè)作為自己的市場(chǎng)戰(zhàn)略。2019年4月，西門子完成了數(shù)字化工廠集團(tuán)與過(guò)程工業(yè)與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)合并成為數(shù)字化工業(yè)集團(tuán)，重點(diǎn)聚焦數(shù)字化業(yè)務(wù)。

　　從2014年到2020年，六年的探索與實(shí)踐，西門子在數(shù)字化企業(yè)的道路上已越來(lái)越清晰。從方法論到路線圖，從數(shù)字化雙胞胎到全生命周期的數(shù)字化，從咨詢到實(shí)施，西門子都有了成熟的解決方案和成功的應(yīng)用案例。

　　2021年新年伊始，由西門子數(shù)字化工業(yè)集團(tuán)總經(jīng)理和其各事業(yè)部總經(jīng)理組成的“數(shù)字化天團(tuán)”史無(wú)前例地集體亮相在媒體會(huì)上，再一次對(duì)數(shù)字化企業(yè)做了全面深入的詮釋。

　　數(shù)字化企業(yè)的要義：三個(gè)數(shù)字化雙胞胎

　　數(shù)字化雙胞胎，即Digital Twin，這是西門子率先在市場(chǎng)上提出并發(fā)揚(yáng)光大的數(shù)字模型概念。在2017年，西門子以“數(shù)字化雙胞胎”為核心的數(shù)字化企業(yè)解決方案還入選了“世界智能制造十大科技進(jìn)展”。

在這次媒體會(huì)上，西門子（中國(guó)）有限公司執(zhí)行副總裁、西門子大中華區(qū)數(shù)字化工業(yè)集團(tuán)總經(jīng)理王海濱表示，西門子的核心價(jià)值主張和技術(shù)路線就是通過(guò)數(shù)字化技術(shù)打造三個(gè)數(shù)字化雙胞胎，即在企業(yè)的研發(fā)環(huán)節(jié)，建立企業(yè)所要生產(chǎn)、制造的產(chǎn)品數(shù)字化雙胞胎；企業(yè)在規(guī)劃的產(chǎn)品被研發(fā)出來(lái)，準(zhǔn)備制造的時(shí)候，工藝、制造路線、生產(chǎn)線等制造環(huán)節(jié)的數(shù)字化雙胞胎；當(dāng)產(chǎn)品和產(chǎn)線投入使用時(shí)，實(shí)際工作性能方面要建立的性能數(shù)字化雙胞胎。

      王海濱強(qiáng)調(diào)，并不是有了這三個(gè)數(shù)字化雙胞胎就結(jié)束了，更重要的一步是三個(gè)數(shù)字化雙胞胎背后的數(shù)據(jù)要互聯(lián)互通。在產(chǎn)品或產(chǎn)品線的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，對(duì)于企業(yè)來(lái)講，生產(chǎn)力和創(chuàng)新力的重要驅(qū)動(dòng)力是比較設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)是否一致、有多大的一致性、如果不一致說(shuō)明了什么問(wèn)題，以此來(lái)驅(qū)動(dòng)下一個(gè)產(chǎn)品的迭代。

　　在這互聯(lián)互通的背后就需要工業(yè)軟件、底層基礎(chǔ)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)，并在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)的采集，要用到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云以及邊緣計(jì)算的技術(shù)等。而西門子是當(dāng)今全球唯一一家能在產(chǎn)品研發(fā)與制造過(guò)程以及工廠管理的完整價(jià)值鏈上提供三個(gè)數(shù)字化雙胞胎創(chuàng)建和互聯(lián)互通的企業(yè)。從產(chǎn)品研發(fā)階段的NX三維設(shè)計(jì)及仿真軟件、Teamcenter產(chǎn)品生命周期管理軟件，到COMOS工廠工程設(shè)計(jì)軟件、TIA博途全集成自動(dòng)化平臺(tái)，Simatic IT 生成管理軟件，再到PSE工藝過(guò)程模擬軟件、Mendix低代碼平臺(tái)、MindSphere云平臺(tái)等，西門子以近乎完美的產(chǎn)品組合來(lái)打造現(xiàn)實(shí)與虛擬的融合，將數(shù)字化雙胞胎應(yīng)用到貫穿產(chǎn)品研發(fā)到車間生產(chǎn)的工業(yè)場(chǎng)景和流程中。

　　三個(gè)數(shù)字化雙胞胎的實(shí)踐：原生數(shù)字化工廠

　　數(shù)字化雙胞胎的提出已經(jīng)有幾年的時(shí)間，從最初產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)仿真，工藝流程的設(shè)計(jì)仿真，到現(xiàn)在的數(shù)字化交付、虛擬調(diào)試，都已經(jīng)有了不少的應(yīng)用。但如西門子的三個(gè)數(shù)字化雙胞胎這樣能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通的案例并不多見。不過(guò)，西門子已經(jīng)將三個(gè)數(shù)字化雙胞胎應(yīng)用到自己的工廠之中。

在這次媒體會(huì)議上，西門子數(shù)控（南京）有限公司總經(jīng)理李雷介紹說(shuō)，以三個(gè)數(shù)字化雙胞胎為核心的西門子在中國(guó)的第一座原生數(shù)字化工廠——SNC新工廠即將在2021年5月落成。該工廠從第一天開始就依靠西門子自身的數(shù)字化理念和數(shù)字化模擬仿真技術(shù)，從需求分析到工廠的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)，整個(gè)環(huán)節(jié)全是基于數(shù)字化雙胞胎實(shí)現(xiàn)，而且這些環(huán)節(jié)是相互連接的，通用的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)把所有的數(shù)據(jù)調(diào)用起來(lái)進(jìn)行模擬、仿真、實(shí)踐、調(diào)整，在運(yùn)行過(guò)程中還可進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控以及最后的反饋、優(yōu)化。

　　SNC新工廠還通過(guò)數(shù)字化與精益生產(chǎn)緊密結(jié)合，將產(chǎn)品開發(fā)與供應(yīng)鏈協(xié)同管理。新工廠的產(chǎn)品數(shù)字化、生產(chǎn)數(shù)字化和性能數(shù)字化三個(gè)環(huán)節(jié)互相貫通，采用統(tǒng)一的數(shù)字化平臺(tái)、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)、統(tǒng)一的模擬分析方法，如果存在問(wèn)題可以快速反饋到研發(fā)端，研發(fā)端可以敏捷改進(jìn)提升。

　　據(jù)李雷介紹，SNC新工廠將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能增長(zhǎng)近2倍，產(chǎn)品上市時(shí)間縮短20%，人員利用率提高20%，空間利用率提升40%。

　　除SNC新工廠外，西門子早前還發(fā)布了“數(shù)字化原生”數(shù)控系統(tǒng)Sinumerik One，該系統(tǒng)具有創(chuàng)建相應(yīng)數(shù)字化雙胞胎的多功能軟件，可以幫助機(jī)床用戶和機(jī)床制造商創(chuàng)建數(shù)字化雙胞胎，進(jìn)行虛擬機(jī)床調(diào)試。通過(guò)數(shù)字化雙胞胎，可將新NC 程序的測(cè)試運(yùn)行等非生產(chǎn)性活動(dòng)遷移至虛擬環(huán)境中完成。

　　Xcelerator：加速數(shù)字化雙胞胎的應(yīng)用

　　對(duì)于多數(shù)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)三個(gè)數(shù)字化雙胞胎是比較困難的，特別是當(dāng)前并沒有一個(gè)貫穿整個(gè)數(shù)字化線程的軟件平臺(tái)。為了能通過(guò)降低技術(shù)門檻來(lái)加速三個(gè)數(shù)字化雙胞胎的應(yīng)用，西門子在2019年推出了強(qiáng)大的軟件平臺(tái)Xcelerator。

       西門子數(shù)字化工業(yè)軟件全球高級(jí)副總裁兼大中華區(qū)董事總經(jīng)理梁乃明在會(huì)上表示，Xcelerator將西門子軟件產(chǎn)品組合與嵌入式開發(fā)工具和數(shù)據(jù)庫(kù)集成在一起，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)、運(yùn)營(yíng)技術(shù)和工程技術(shù)環(huán)境的連接，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、系統(tǒng)仿真、實(shí)驗(yàn)，包括生產(chǎn)線的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造和優(yōu)化迭代的全部過(guò)程，將所有數(shù)據(jù)與多學(xué)科物理運(yùn)算“綁”在產(chǎn)品的生命周期中，通過(guò)云時(shí)時(shí)刻刻地看到產(chǎn)品性能、效率，真正做到了閉環(huán)式的制造。

　　梁乃明強(qiáng)調(diào)，西門子Xcelerator最大的價(jià)值是把產(chǎn)品集成到PLM、Teamcenter、MindSphere、Mendix甚至是EDA環(huán)境中，這就是Xcelerator為什么能夠做到三個(gè)數(shù)字化雙胞胎的原因。

　　在2018年，西門子花費(fèi)約合7億美元收購(gòu)了低代碼應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)Mendix，現(xiàn)在把它作為Xcelerator的一部分，Mendix平臺(tái)能夠支持西門子Mindsphere并提供應(yīng)用程序服務(wù)。低代碼和無(wú)代碼開發(fā)環(huán)境意味著用戶可以更輕松地構(gòu)建、集成和擴(kuò)展現(xiàn)有數(shù)據(jù)和系統(tǒng)，而無(wú)需專業(yè)編程知識(shí)。

　　流程行業(yè)的智能化同樣離不開數(shù)字化雙胞胎

　　在石油化工等流程行業(yè)，可以說(shuō)從50多年前采用DCS起就開始了數(shù)字化，目前流程行業(yè)的生產(chǎn)基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和數(shù)字化，那流程行業(yè)還需要用到數(shù)字化雙胞胎技術(shù)嗎？

       西門子（中國(guó)）有限公司數(shù)字化工業(yè)集團(tuán)副總裁兼過(guò)程自動(dòng)化事業(yè)部總經(jīng)理姚峻博士認(rèn)為，數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，是一個(gè)隨著市場(chǎng)環(huán)境、競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境和技術(shù)環(huán)境的不斷演變而不斷進(jìn)行適應(yīng)性自我變革的過(guò)程。所以數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)該是一個(gè)長(zhǎng)期的課題，是企業(yè)之前、現(xiàn)在、未來(lái)都需要做的事情，最終才能實(shí)現(xiàn)智能化。

　　姚峻明確表示，流程行業(yè)要實(shí)現(xiàn)智能化同樣離不開數(shù)字化雙胞胎。

　　在流程行業(yè)講的數(shù)字化，更多的是要實(shí)現(xiàn)IT與OT的互聯(lián)互通，打造端到端的價(jià)值鏈，形成從采購(gòu)、訂單、排產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)物流到用戶的閉環(huán)信息流，將從設(shè)計(jì)、工程、生產(chǎn)、運(yùn)維到服務(wù)的所有數(shù)據(jù)集成到一個(gè)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維。具體如何做到呢？這就需要依靠數(shù)字化雙胞胎?；跀?shù)字化雙胞胎技術(shù)，我們已經(jīng)可以將智能運(yùn)維中的強(qiáng)化感知、優(yōu)化控制、銳化運(yùn)營(yíng)等應(yīng)用融入到很多應(yīng)用場(chǎng)景之中。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)警，在產(chǎn)品生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、參數(shù)優(yōu)化和仿真模擬，以及在性能方面實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)，如異常預(yù)警和智能診斷。

　　在以前的流程工廠建設(shè)過(guò)程中，設(shè)計(jì)院等單位在工藝或者工程設(shè)計(jì)階段并不一定會(huì)使用三維模型，也就是說(shuō)并沒有生產(chǎn)的數(shù)字化雙胞胎。但是西門子的COMOS 一體化工廠工程設(shè)計(jì)軟件就可以利用工廠的設(shè)計(jì)圖紙生成COMOS中工藝流程的數(shù)字化雙胞胎，從而實(shí)現(xiàn)貫穿從工程設(shè)計(jì)到運(yùn)營(yíng)的整個(gè)生命周期的一體化工廠管理。

　　其實(shí)，為了加強(qiáng)流程行業(yè)的數(shù)字化雙胞胎應(yīng)用，西門子在2019年重磅并購(gòu)了高級(jí)過(guò)程建模（APM）軟件和服務(wù)的全球領(lǐng)先供應(yīng)商Process Systems Enterprise （PSE）。PSE的高級(jí)過(guò)程模型用于流程行業(yè)中的數(shù)字研發(fā)、設(shè)計(jì)和操作，廣泛應(yīng)用于化工、石化、制藥和食品等行業(yè)改進(jìn)工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)，簡(jiǎn)化研發(fā)和管理技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。PSE基于工藝模型的實(shí)時(shí)優(yōu)化通過(guò)一套統(tǒng)一的集成工具涵蓋整個(gè)過(guò)程生命周期。

　　數(shù)字化是繼工業(yè)化、自動(dòng)化、信息化之后工業(yè)界提出的一個(gè)新的概念，盡管在工業(yè)領(lǐng)域，數(shù)字化已經(jīng)由來(lái)已久，但隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等新技術(shù)的融入，“數(shù)字化”早已跳脫了二進(jìn)制化的概念，成為一種人類與世界互動(dòng)的新方式。而作為全球工業(yè)領(lǐng)域企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的引領(lǐng)者，西門子以“數(shù)字化雙胞胎”為核心價(jià)值主張和技術(shù)路線正將數(shù)字化的未來(lái)描繪得越來(lái)越連貫、越來(lái)越清晰，這也將加速數(shù)字化智造時(shí)代的到來(lái)！