數(shù)字化雙胞胎，落地未來制造愿景
當(dāng)我們應(yīng)邀走入數(shù)字化體驗中心，首先進(jìn)入的是一個影院式的空間，通過5分鐘影像形式向來賓介紹著西門子數(shù)字化制造技術(shù)的進(jìn)展與成果展示。隨著一層黑幕的拉開，純白色背景的數(shù)字化體驗中心映入眼簾：數(shù)字化雙胞胎印章生產(chǎn)線正在有條不紊的運行，只有兩個工程師做訂單的建模處理；另外通過圖文及靜態(tài)產(chǎn)品展示著過程工業(yè)數(shù)字化企業(yè)演示平臺、數(shù)字化制造要素、數(shù)字化制造場景演示、數(shù)控機(jī)床虛擬調(diào)試、車間資源管理等多種數(shù)字化制造成果，讓我們深切感受到在數(shù)字化制造推進(jìn)發(fā)展的路上，西門子憑借著全面的智能化設(shè)備基礎(chǔ)，與深厚的軟件技術(shù)開發(fā)能力，為爭鋒未來制造市場做足了準(zhǔn)備，數(shù)字化制造已經(jīng)從理念走向落地實踐，并正在真實的走進(jìn)當(dāng)下的制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
對于“數(shù)字化雙胞胎”印章生產(chǎn)線，我們并不陌生：讓參觀者隨便通過訂制化參數(shù)設(shè)置訂單，通過電腦建模的方式，通過仿真軟件進(jìn)行生產(chǎn)線的設(shè)計與優(yōu)化，最后進(jìn)行最佳生產(chǎn)路徑規(guī)劃，開始按產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行自動的車、銑等一系列機(jī)械加工程序，并進(jìn)入組裝、包裝與閉環(huán)質(zhì)量管理檢測，實現(xiàn)數(shù)據(jù)追溯，同時可以顯示真實的KPI評價。從下單到拿到訂制的那一枚印章，全程只需要15分鐘！看著那來自十多個不同創(chuàng)意需求的印章生產(chǎn)有序地運行在每一個工位上，它們?nèi)急ＷC在每一個15分鐘之內(nèi)交付。而傳統(tǒng)生產(chǎn)需要電腦設(shè)計人員、八級車工、包裝配送等環(huán)節(jié)，在這里只需要兩個電腦下單轉(zhuǎn)化操作人員。
“這條數(shù)字化生產(chǎn)線包括水平集成、工程集成以及垂直集成，從而實現(xiàn)了從設(shè)計、研發(fā)到制造的環(huán)節(jié)的整個數(shù)據(jù)流的打通和協(xié)同，輕松實現(xiàn)在同一條生產(chǎn)線上，同時生產(chǎn)不同的產(chǎn)品訂單，甚至產(chǎn)品的運轉(zhuǎn)節(jié)拍都不一樣的更高階的混線生產(chǎn)。”西門子中國研究院數(shù)字化企業(yè)解決方案研發(fā)中心總監(jiān)戴霽明在講解中表示：“這才是真正的數(shù)字化生產(chǎn)”。
今天，在可運轉(zhuǎn)生產(chǎn)，可親身體驗的數(shù)字化體驗中心落成之際，西門子已經(jīng)在用實際案例展示自己的“數(shù)字化”藍(lán)圖，經(jīng)過多年的技術(shù)沉淀與融合，西門子所展示的“數(shù)字化企業(yè)”圖景的核心在哪里？“我想強(qiáng)調(diào)一個關(guān)鍵詞，就叫‘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)理王海濱在媒體發(fā)布會上說道：“在一個制造企業(yè)里，我們實際上需要建設(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。在計算機(jī)的環(huán)境里，通過仿真我們能夠看到所研發(fā)出的產(chǎn)品具有怎樣的外形、尺寸、特點等，這將與實物制造應(yīng)該是一一映射的關(guān)系，我們叫做產(chǎn)品的數(shù)字化雙胞胎。
第二個維度是在企業(yè)里面用來生產(chǎn)產(chǎn)品的生產(chǎn)現(xiàn)場、產(chǎn)線，以及在產(chǎn)線上的各種生產(chǎn)設(shè)備本身也需要被建立起數(shù)字化雙胞胎。
第三個維度是企業(yè)的業(yè)務(wù)流程。從企業(yè)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)計到面向這個訂單的供應(yīng)商的物料準(zhǔn)備、生產(chǎn)流程，以及整個在生產(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“雙胞胎”。
這三個“雙胞胎”相互之間并不是完全孤立的，它們緊密有機(jī)地結(jié)合，正如西門子所倡導(dǎo)的數(shù)字化企業(yè)的一張圖景展示：在一個共有的數(shù)據(jù)協(xié)同平臺Teamcenter上，運行著三個“齒輪”，一個是產(chǎn)品研發(fā)的齒輪（PLM）——建立產(chǎn)品數(shù)字化雙胞胎的過程；中間的齒輪就是業(yè)務(wù)流程、制造流程雙胞胎（MOM），另一個齒輪是制造業(yè)現(xiàn)場的雙胞胎（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)端到端全價值鏈的數(shù)據(jù)打通。
“這就是西門子所倡導(dǎo)的數(shù)字化企業(yè)，或者稱之為智能制造藍(lán)圖。”海濱總表示：“自‘工業(yè)4.0’概念提出以來，不同廠商對這個概念的詮釋有很多相通、相同的地方。而西門子的特點在于我們能夠利用自己的產(chǎn)品線幫助制造企業(yè)來踐行數(shù)字化工廠，把這種藍(lán)圖、愿景變成現(xiàn)實！”
MindSphere云平臺，便捷實現(xiàn)大數(shù)據(jù)價值
在云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)橫行當(dāng)今工業(yè)制造的大潮下，西門子“數(shù)字化雙胞胎”生產(chǎn)線實景體驗，僅僅是讓數(shù)字化停留在設(shè)計、規(guī)劃生產(chǎn)等全生命周期管理層面嗎？當(dāng)然不是。海濱總一語道破：“在我們所描述的數(shù)字化企業(yè)藍(lán)圖面向未來，還有一個即將發(fā)生的下一步：從制造業(yè)的現(xiàn)場大量且方便地采集數(shù)據(jù)，然后送到西門子基于云的、開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)叫MindSphere。MindSphere在云端形成大數(shù)據(jù)，我們又可以基于在云端的這個大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘來產(chǎn)生更多的價值。”
1. MindSphere，簡單快捷打通數(shù)據(jù)鏈
據(jù)介紹，基于西門子為確保已交付設(shè)備生產(chǎn)能力的保證，應(yīng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、維護(hù)需求而開發(fā)的MindSphere，相當(dāng)于一臺電腦上的Windows操作系統(tǒng)，向下通過數(shù)據(jù)采集端的應(yīng)用程序編程接口（API），賦予了MindSphere在數(shù)據(jù)采集端具有極其廣泛的兼容性，使得它不僅支持西門子硬件設(shè)備，還支持海量的第三方硬件設(shè)備的接入，將從供應(yīng)商采集到的設(shè)備實時狀態(tài)的數(shù)據(jù)叫做時間序列數(shù)據(jù)，通過API上傳儲存在MindSphere并可以去調(diào)用這些數(shù)據(jù)；通過西門子MindConnect Nano,只需插上一根電源線，兩根網(wǎng)線，組態(tài)只用半個小時，然后即可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時上傳至云端。其工作模式大致分為以下幾個步驟：工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集、安全的數(shù)據(jù)傳輸和存儲、數(shù)據(jù)的分析及模擬、數(shù)據(jù)的分析和最后結(jié)果的可視化呈現(xiàn)。
“MindSphere除了可以從西門子自有產(chǎn)品中獲取海量數(shù)據(jù)，還能幫助任何一個新加入MindSphere合作計劃的客戶或合作伙伴，通過簡短的兩個步驟快速地把工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備連接到平臺上。”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)李漓表示：“我們希望為客戶帶來的價值包括：管理設(shè)備開機(jī)率、優(yōu)化能源效率、增強(qiáng)工業(yè)信息安全、提高工藝效能。”
2. 構(gòu)建MindSphere生態(tài)系統(tǒng)上的樂高效應(yīng)
既然MindSphere系統(tǒng)平臺猶如一臺電腦上的Windows系統(tǒng)，那么運行在這套系統(tǒng)上的各種應(yīng)用軟件正如每一個個性化應(yīng)用的APP�；贛indSphere系統(tǒng)，西門子已經(jīng)在上面開發(fā)出的基礎(chǔ)APP就像一塊塊形態(tài)各異的樂高積木，只不過積木塊里封裝的是和代碼相關(guān)的IT基礎(chǔ)知識。用戶可以基于MindSphere上已有的基礎(chǔ)APP，逐漸迭代開發(fā)自己的APP。通過面向廣大應(yīng)用開發(fā)者的應(yīng)用程序編程接口（API），應(yīng)用客戶都可以在MindSphere上開發(fā)App——客戶可以直接以搭積木的方式來為自身構(gòu)建定制化的應(yīng)用分析模型，避免了枯燥乏味的編程和寫算法的過程。
據(jù)了解，MindSphere已經(jīng)在全球發(fā)布一周年有余，同時在今年4月份德國漢諾威展覽會上，基于MindSphere系統(tǒng)的APP Store已展示了五十多個應(yīng)用，并且已經(jīng)形成了一定的生態(tài)市場。在MindSphere主題日，我們參觀了MindSphere市集——來自廣州明珞汽車裝備系統(tǒng)集成行業(yè)應(yīng)用APP、源訊信息技術(shù)推出以業(yè)務(wù)為中心的MindSphere敏捷應(yīng)用程序及現(xiàn)成應(yīng)用軟件、西門子中國研究院推出MindSphere底層設(shè)備集成與上層應(yīng)用開發(fā)解決方案等，已經(jīng)形成一片欣欣向榮的生態(tài)圈。
智能手機(jī)火熱的市場局面來自于豐富的APP應(yīng)用，而在工業(yè)應(yīng)用商店里那些形形色色的應(yīng)用由誰來提供？李漓表示：“西門子希望圍繞MindSphere構(gòu)筑一個開放的生態(tài)系統(tǒng)。只要你有自己在某個特定領(lǐng)域、特定垂直市場、特定應(yīng)用場景里的專精知識，我們歡迎你加入MindSphere的生態(tài)系統(tǒng)，以協(xié)作的方式共同開發(fā)應(yīng)用軟件。”
此外，西門子MindSphere專家補(bǔ)充道：“把數(shù)據(jù)采集到云端上，是手段，不是目的。我們的目的是把數(shù)據(jù)通過應(yīng)用軟件的形式呈現(xiàn)給客戶，讓它產(chǎn)生價值。西門子不能囊括所有的能力，但是我們充分認(rèn)識到各系統(tǒng)集成商及終端用戶手上所掌握的行業(yè)知識對這個生態(tài)是不可或缺的，這也就是為什么我們敢于開放MindSphere與大家攜手共建生態(tài)。”
在未來的某一天，如果MindSphere的應(yīng)用商店里已經(jīng)有成千上萬的App，西門子還可以聯(lián)合渠道合作伙伴共同銷售應(yīng)用軟件，屆時，西門子不僅提供硬件解決方案，而且用成千上萬的軟件應(yīng)用去吸引客戶，銷售模式將從原來的樹型變成一種多維度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，業(yè)務(wù)模式將會發(fā)生翻天覆地的變化。
將MindSphere定義為一個通用性、開放性的平臺，西門子旨在瞄準(zhǔn)的是整個工業(yè)領(lǐng)域，以及樓宇、醫(yī)療、交通、市政等廣義上的第二產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，未來MindSphere都要服務(wù)于這些場景。
可以說當(dāng)前的MindSphere已經(jīng)在國外的一些成功案例上創(chuàng)造了價值，而這些經(jīng)驗將會復(fù)制到國內(nèi)生態(tài)圈。“在中國區(qū)，接下來我們要做的就是站在經(jīng)驗和成功的案例基礎(chǔ)之上，依托本土市場去進(jìn)一步開發(fā)適合于本土市場用戶需求的，有自己特色的，快速響應(yīng)市場需求的應(yīng)用APP。”談及中國的未來市場開拓計劃，李漓堅信：“這個，一定會有。”
最早從德國“工業(yè)4.0”概念開始，出現(xiàn)的“企業(yè)互聯(lián)”、“未來工業(yè)”等智能制造理念之風(fēng)，經(jīng)由那些承載著制造革新使命與希望的企業(yè)用科技與時間沉淀，建立起了每一種可以講邏輯，可以講前景，可以去觸摸，可以去發(fā)展的“智能制造”實踐。而一直被業(yè)界認(rèn)為承載著德國工業(yè)未來的西門子所開發(fā)的從數(shù)字化制造的“數(shù)字化雙胞胎”，到挖掘數(shù)字化價值的“MindSphere”云系統(tǒng)平臺，雖百年壽數(shù)，卻厚積薄發(fā)。在今天遵循著三個關(guān)鍵詞：ideation（主意的產(chǎn)生）、realization（實現(xiàn)想法）與utilization（使用）而形成的三個階段，通過底層的Teamcenter，與上層的云端MindSphere，實現(xiàn)閉環(huán)創(chuàng)新發(fā)展。海濱總對此總結(jié)道：“這對于我們的人類工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造來說，著實是邁上了一個新臺階。今天這個新臺階就在我們面前，這是我們?nèi)祟惿鐣诠I(yè)創(chuàng)造方面需要邁向的下一步。我希望咱們中國工業(yè)界在變革中引領(lǐng)潮流！”
