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西门子MindSphere推进数字化进程
传统观念认为,西门子是一家提供电气和自动化设备的公司,而今,西门子已深切感受到软件改变业务模式的案例日益增多,软件及软件相关事物的比重也越来越大,软件开始逐渐嵌入到工厂的生产和运维之中,最终,我们需要凭借软件来解决新的问题,应对新的挑战,产生新的价值。事实上,西门子已成为欧洲第二、全球前十的软件公司,这颠覆了我们过去多年对其的认知。
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西门子(中国)有限公司数字化工厂集团工厂数字化服务总监李漓

传统观念认为,西门子是一家提供电气和自动化设备的公司,而今,西门子已深切感受到软件改变业务模式的案例日益增多,软件及软件相关事物的比重也越来越大,软件开始逐渐嵌入到工厂的生产和运维之中,最终,我们需要凭借软件来解决新的问题,应对新的挑战,产生新的价值。事实上,西门子已成为欧洲第二、全球前十的软件公司,这颠覆了我们过去多年对其的认知。

2017年6月5日,西门子亚太地区的首个“数字化体验中心”在北京落成。该中心全面展示了西门子全球领先的、面向“工业4.0”的数字化企业(Digital Enterprise)理念。通过亲身体验实际运行的“数字化双胞胎”和基于云的开放式物联网操作系统“MindSphere”,参观者可以近距离感受虚拟与现实连接所带来的生产力和效率的巨大提升。西门子“数字化体验中心”还通过一系列切实可行的案例,实景展现了不同类型和规模的企业如何实现更快速、灵活、高效的生产和更高的产品质量。

坐落在西门子北京办公园区的西门子数字化体验中心包括数字化企业、全生命周期管理软件(PLM)、全集成自动化、可持续能源和信息安全实验室五大展厅,集中展示了数字化在产品设计、生产规划、生产工程到生产制造和运维的整个生命周期的具体应用。其中,在数字化企业展厅,西门子物联网操作系统MindSphere首次面向中国市场展示其理念与应用。

开放式物联网操作系统

据西门子(中国)有限公司数字化工厂集团工厂数字化服务总监李漓介绍,MindSphere是基于云的开放式物联网操作系统,依托西门子在自动化、电气化领域的优势,制造商通过它可快速、高效地采集海量数据并挖掘数据中的价值,以最少的投入大幅提高生产设备的性能和可用性。西门子庞大的工业设备基础和覆盖众多行业的专业知识,为MindSphere带来独特的数据采集和价值挖掘优势。开放的MindSphere不仅为第三方设备的安全接入提供了多种方式,覆盖所有支持OPC UA通讯技术的设备或系统,还能够使更多的程序开发者和最终用户借助这一平台开发或使用多样化的应用。西门子还计划发布面向数据连接的应用程序接口以支持更多协议。

不同于业内的其他云平台,西门子的MindSphere具备几大独特优势,李漓详细谈道:

第一,从底层向上层。同样做数字化,西门子的特点是从底向上做,即从设备层开始,一步一个脚印。从工厂里的可编程逻辑控制器(PLC)、车辆上的传感器,到燃气轮机,再到楼宇以及医疗设备,西门子在自动化、电气化领域拥有丰富的产品线,这是极大的价值所在。

第二,对垂直市场的深度理解。如果用户是典型的OEM,那就意味着不能给他们提供太多偏向IT、偏向自动化的数据类型,而是需要依托对机械设备和自动化结合应用的理解,把原始数据封装成齿轮、轴承这类OEM十分熟悉、能够灵活运用并且可以进行高效分析的数据模块。西门子对各个垂直市场都有深刻的理解,故而能为用户提供透明易用的可视化分析环境,助力用户将数据转化为高价值的物联网分析模型。也许西门子不能完全掌握所有知识,但是至少知道有谁掌握这些知识,从而提供更为完整的解决方案。

第三,独树一帜的开放性。一方面,数据采集端的应用程序编程接口(API)赋予了MindSphere在数据采集端具有极其广泛的兼容性,使得它不仅支持西门子的设备,还支持海量的第三方设备。另一方面,MindSphere提供了友好的开发环境,同样开放了面向广大应用开发者的API,广大的应用开发者都可以在MindSphere上开发App。

记者了解到,MindSphere将自身定义为操作系统,用户可以由此更准确地把握MindSphere的运作机理。其向下为连接各类设备提供了统一的接口,实现不同设备之间的互联互通;向上为各种各样的应用软件提供良好的开发、运营环境。用户从MindSphere上获取应用程序和服务就像从智能手机的应用商店里获取App一样简单。

目前,在全球范围内,西门子已经携手合作伙伴开发出了50余种App,将与包括源讯、埃森哲、Evosoft、SAP、微软、亚马逊云服务(AWS)和Bluvision等众多合作伙伴一起,不断推动以MindSphere为平台的生态系统的建设。

“应用软件开发者对于打造良好的生态环境非常重要,所以我们对其提出的需求会非常关注,我们下一阶段会涉及到不同种类的API的发布。”李漓在采访中强调,“把数据采集到云上是手段,不是目的,西门子的目的是把数据通过应用软件的形式呈现给用户,使它产生价值。用户所掌握的行业知识对整个产业生态不可或缺,这也是为什么西门子敢于开放MindSphere与业内同仁携手共建生态的原因。”

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推进数字化的重要驱动力

MindSphere的诞生让设备和产品走下生产线之后仍然能够与虚拟世界保持联系,使得“数字化双胞胎”的寿命得以从产品设计和生产阶段延伸至产品的整个生命周期。企业也能实现更加完整的闭环制造。在物理实体与虚拟世界的交互中,MindSphere以最高标准保障信息安全:一方面在数据传输过程中严格遵守高标准的安全传输协议HTTPS,另一方面西门子及其云基础设施合作伙伴以最高标准建设云数据中心以存储数据,确保端到端的数据安全。

除为人们熟知的TIA(Total Integrated Automation全集成自动化)外,搭配Teamcenter等软件产品,西门子可以帮助用户实现从产品设计到仿真、生产规划、生产制造,再到最后维护服务设备全生命周期的能力,结合MindSphere,形成一个数据的闭环。这意味着产品从襁褓之中到最后的生老病死,其所有数据在虚拟世界的双胞胎都能够可管理、可控制。而这个可管理的结果要反馈到产品的下一代设计与制造中去,最终受益的是整个市场。正如李漓所言,这是西门子一个特别大且深远的优势,很快用户将看到它所带来的巨大效益。

目前,MindSphere已经有了成功应用。来自德国的高端磨床机械制造商Gehring正在利用MindSphere为其用户提供全新的主动式服务。原来,研磨机械里的刀具一旦磨损到一定程度,工件的加工质量就会不合格,甚至不得不停产去更换备件。要是备件库里恰好没有存货,还要临时去订购或调货,严重耽误生产效率。但现在,Gehring只需要把研磨机床上刀具等部件的关键指标采录到MindSphere上,通过Visual Analyzer进行分析和评估,就能看到刀具的残余寿命,做到在刀具磨损之前主动上门帮用户更换备件,减少备件,从而间接为用户创造价值。这是前所未有的新的业务模式,能够改变用户的现金流、改变其收益模式。

西门子数字化企业解决方案已经帮助各种类型、规模不同的工业企业实现数字化转型。其中,既包括支持中国航天科工集团公司、金宇生物技术股份有限公司等企业打造全新的智能化工厂,也包括与中国宝武钢铁集团有限公司、中信戴卡股份有限公司等企业合作实现现有生产设备和工厂的数字化转型升级。今天的西门子是全球最重要的软件企业之一。MindSphere的推出将物联网、云计算和大数据分析等概念落地,是西门子数字化业务增长的重要驱动力,并将逐步从制造业扩展到交通、楼宇、能源等方面,全面推进数字化进程。

摘自《自动化博览》2017年7月刊

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