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数字化双胞胎与MindSphere 让我们谈谈西门子的数字化企业理念

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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。

来源:至顶网服务器频道 【原创】 2017年6月13日

关键字:MindSphere 数字化 西门子

至顶网服务器频道 06月13日 新闻消息(文/李祥敬):近日,笔者受邀参观了西门子在北京的亚太区首个数字化体验中心,该中心全面展示了西门子面向“工业4.0”的数字化企业(Digital Enterprise)理念。

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,也就是西门子的“数字化双胞胎”(DigitalTwin)。

数字化双胞胎与MindSphere 让我们谈谈西门子的数字化企业理念

“作为全球唯一一家能在产品研发与制造过程以及工厂管理的完整价值链上提供‘数字化双胞胎’的企业,西门子能够帮助企业实现端到端的数字化,使高效的大规模定制化生产成为可能。”西门子(中国)有限公司执行副总裁、数字化工厂集团总经理王海滨告诉记者。

其中,在数字化企业展厅,西门子基于云的开放式物联网操作系统MindSphere首次面向中国市场展示其理念与应用。MindSphere是西门子数字化业务增长的重要推动力之一。制造商通过MindSphere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。

数字化双胞胎与MindSphere 让我们谈谈西门子的数字化企业理念

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。

目前,在全球范围内,西门子已经携手合作伙伴开发出了50余种应用(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。

西门子眼中的数字化

数字化从根本上改变了这个世界运转的方式,改变了一个企业组织运营与创造价值的方式。可以说,数字化改变了一切。关于数字化,相信每个人都有自己的体会。但西门子作为一个制造业从业者,对数字化有自己独到的观察。

第一、从硬件到软件

西门子从传统上来说是一家电气和自动化设备公司,但是一个不争的事实是软件改变业务模式的案例越来越多,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,我们需要依靠软件来解决新的问题,应对新的挑战,产生新的价值。

第二、用户参与设计

随着“工业4.0”和“中国制造2025”等概念引领的数字化浪潮席卷而来,面对市场,制造业企业必须更进一步,做到个性化生产甚至个性化设计。产品将不再局限于功能性和实用性,还需彰显个人性格;消费者购买的也不仅是产品本身,还有定制过程的“参与感”。

用户参与设计和生产将会彻底改变我们整个组织生产的模式——制造商必须以规模化成本快速、灵活的生产出定制化产品。

第三、新技术促生了新的商业模式

新技术比如云计算、物联网等驱动工业领域的变革,我们在日常生活中通过手机中的APP Store(应用商店)去搜索各种各样的应用软件,工业领域也将很快迎来这么一天——打开工业应用商店,里面有监视、分析能耗的APP,也有分析整条生产线的APP、或是监控某台设备位置和状况的APP等等……这将是对传统工业领域商业模式的彻底颠覆。

正是基于以上思考,西门子提出了“数字化双胞胎”的理念和推出了基于云的开放式物联网(IoT)操作系统。

何为“数字化双胞胎”?

随着互联网的深入发展,制造业与互联网的融合带来了工业互联网。不管是工业4.0还是中国制造2025,都是在探索制造业的转型变革之路。作为专注于电气化、自动化和数字化的西门子用“数字化双胞胎”来推动制造业的数字化转型。

数字化意味着高效的产品生产、快速的市场响应、满足个性化需求的能力和制造环节的灵活性。这是企业能够在激烈竞争中保持优势的法宝,也是中国制造业的转型方向。

西门子的“数字化双胞胎”包括“产品数字化双胞胎”、“生产工艺流程数字化双胞胎”和“设备数字化双胞胎”,完整真实地再现了整个企业,从而帮助企业在实际投入生产之前即能在虚拟环境中优化、仿真和测试,在生产过程中也可同步优化整个企业流程,最终实现高效的柔性生产、实现快速创新上市,增强企业持久竞争力。

数字化支持制造商在基于“数字化双胞胎”的完全虚拟环境内模拟、测试并优化产品、生产工艺流程以及工厂设备。这样,制造业和过程工业不仅能够大幅提高创新速度和生产力,而且可以挖掘新的业务模式。

例如西门子和阿迪达斯推动阿迪达斯智能工厂SPEEDFACTORY的数字化进程,让产品制造与消费者的联系更加紧密,让消费者根据健身需求和对功能的要求来定制产品成为可能。

在西门子数字化体验中心,笔者看到了一条真实的数字企业示范线。西门子的专家以一个个性化印章的生产为例,演示了一个产品的制造全过程。从下订单开始到印章制作完成,只用了不到15分钟。而且在整个生产过程的各个环节的信息实现了完全数字化,包括产品质量控制和信息溯源等。虽然只是简单的印章制作,但是整个的生产流程是完整、真实的,与正常的产品生产流程完全一致。

西门子用“数字化双胞胎”打通了数字化环境和企业的实际生产环境,从而在一个数字化世界复制物理世界,实现在数字化世界验证物理世界中的生产。

目前西门子工业自动化产品成都生产及研发基地(SEWC)借助“数字化双胞胎”,以数字化企业的理念脱颖而出。在SEWC,不但设备和产品可以实时沟通,所有生产工序也在数字化解决方案的帮助下得到优化,让每个环节能够紧密互联、精准高效。

在研发部门,工程师使用西门子NX软件对产品进行虚拟设计和组装,实现“可见即可得”,大大缩短了产品从设计到分析的周期。

而在生产线上,刚刚上岗的新人也能在西门子产品生命周期管理软件(PLM)和制造执行系统(MES)的帮助下快速上手。工作人员的电脑上会显示由西门子的MES系统Simatic IT生成并实时更新的电子任务单,帮助他们完成对生产计划的高效调度。生产订单由Simatic IT统一下达,通过与ERP系统的高度集成,实现生产计划、物料管理等数据的实时传送。通过集成对工厂内各个流程的管理,Simatic IT可保证工厂管理与生产的高度协同。

同时,在物料运输环节,西门子数字化物流系统可以利用流水线上的感应器,以及ERP、Simatic IT和仓库管理软件,“指挥” 所需物料运送到指定位置,实现过程的全透明、全自动。

MindSphere有啥不一样?

不管是数字化企业还是“数字化双胞胎”都离不开数字化的技术,比如云计算、大数据、物联网等。为了支撑数字化业务,西门子提供了一个基于云的开放式物联网(IoT)生态系统。作为平台即服务(PaaS),MindSphere 支持应用(APP)和数字化服务的开发、运营和供应。

谈及西门子MindSphere的推出,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表示,MindSphere并不是作为单个产品而推出,而是综合了西门子各个不同的产品,逐步形成一个开放式的平台。

“MindSphere基于云端的开放式物联网操作系统的定义,把我们的商业愿景表露得淋漓尽致,就是要建工业物联网领域的生态系统。”李漓说。

现在,市场有许多和西门子相似的物联网操作系统,那么MindSphere有啥不一样的呢?李漓表示,MindSphere具有自己鲜明的特点。

首先,MindSphere从设备底层开始往上做,这样做的结果就是数据采集的高效性和由此带来的经济效益。这得益于西门子在自动化、电气化领域拥有非常广泛的产品线,这是特别大的价值所在。

其次是西门子对各个垂直市场有深刻的理解,能为客户提供透明易用的可视化分析环境,助力客户将数据转化为高价值的物联网分析模型。

最后是独树一帜的开放性: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应用程序编程接口(API),广大的应用开发者都可以在MindSphere上开发App。

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。

依托西门子在电气化、自动化和数字化领域的优势,MindSphere能够帮助不同行业、各种规模的企业快速高效地收集和分析工业现场的海量数据,从中获取价值和洞察,进而实现新的业务模式的成功。

MindSphere将自身定义为操作系统,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。

MindSphere生态系统提供用途不一的广泛应用(MindApps)。此外,客户和合作伙伴可在该平台上开发自己的应用,并使用和运营这些应用。这些应用有助于开展新型数字化服务。依托MindConnect,西门子为简化机器、设备和系统与MindSphere的安全联网提供多种方式。

应该说MindSphere是西门子将物联网、云计算和大数据分析等技术进行落地的产品。MindSphere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。

还是以前面的SEWC为例,SEWC通过优化能源效率来增强精益生产和精益管理。这种能效分析服务就是通过一个搭载在MindSphere上的应用(App)来实现的。

通过安装于工厂各能源环节的传感器,以及其它信息系统,MindSphere能实时采集设备、产线和厂房的能耗数据,借助云端的各种用户界面(UI)工具,第一时间向用户提供高度可视化的能源透明度。在此基础之上,服务提供商和用户的能源专家团队还可以依托云端提供的诸多分析工具,结合自身的行业知识,进行全面深入的分析挖掘,找到能效优化的潜力空间,并提供实现优化的解决方案。

对于中国市场的布局,中国是第一批MindSphere投入商业运营的国家,此前MindSphere在国外已经拥有众多落地案例。这些很容易为国内生态圈的用户和合作伙伴所复用。接下来我们站在经验和成功的案例基础之上,依托本土市场进一步开发开发适合于本土市场用户需求的应用。

写在最后

西门子数字化体验中心全面展示了西门子在数字化企业方面的理念。目前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。

未来,随着数字化的发展,西门子数字化体验中心还将不断升级。今年,西门子计划在上海等其他城市陆续设立针对不同业务重点的数字化体验中心,搭建面向中国乃至亚太地区的数字化技术和数字化企业体验与教育网络。

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