縫合一頭面向未來的大象

丁海驁

“如果把未來能體現(xiàn)工業(yè)4.0理念、智能制造的工廠，比喻成一頭大象，那么實際上現(xiàn)在大象的腿、耳朵、身體……各個部分從某種程度上來講已經存在了，我們要做的事情是對每一個部分進行提升，進而，完成不同的部件之間的完美融合?！蓖鹾I，西門子（中國）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)集團總經理在2021年1月的媒體溝通會上，為制造業(yè)企業(yè)的數(shù)字化升級總結出了一條“大象理論”。

王海濱認為：對于企業(yè)用戶而言，現(xiàn)在設計部門的CAD工具、制造部門的機器設備和ERP系統(tǒng)、IT部門的IT基礎設施、以及供應鏈部門的各種相應的工具，這些都是這頭大象目前所具有的構成身體組成部分的組件，如果想要將這些組件拼合縫制成一頭完整大象——建設一家體現(xiàn)工業(yè)4.0理念，實現(xiàn)智能制造的工廠——企業(yè)則需要兩個核心步驟：第一步是數(shù)字化提升，第二步是數(shù)字融合——前者是通過統(tǒng)一的數(shù)字化規(guī)則，為企業(yè)各個業(yè)務部門提供了整合的標準；后者則是通過數(shù)字化手段，實現(xiàn)企業(yè)全部數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

從某種程度上，“大象理論”強調的是數(shù)字化對于未來企業(yè)的價值和作用，同時，對于分布在各個業(yè)務節(jié)點上的傳統(tǒng)自動化、電氣化硬件和軟件系統(tǒng)，“大象理論”則通過更容易實現(xiàn)的數(shù)字化工具和邏輯進行統(tǒng)一管理，最終實現(xiàn)以數(shù)字驅動。“只有融合，才能形成更高水平的智能化，工廠才能變得更加智慧、智能?！蓖鹾I說。

事實上，正在為工業(yè)企業(yè)提供實踐“大象理論”的西門子數(shù)字化工業(yè)集團，也同樣在經歷自身的業(yè)務數(shù)字化轉型過程，也同樣正在“縫合一頭面向未來的大象”。

作為已經擁有174年歷史的工業(yè)巨頭，在過去的百多年時間里，憑借其提供的自動化系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)等傳統(tǒng)優(yōu)勢的技術和產品，西門子在工業(yè)自動化領域始終是當之無愧的領導者。直到2007年，西門子收購UGS成為今天的西門子數(shù)字化工業(yè)軟件，開始踏足工業(yè)軟件領域。

2018年4月，西門子集合了原來數(shù)字化工廠集團和過程工業(yè)與驅動集團的絕大部分業(yè)務，組成了西門子數(shù)字化工業(yè)集團，將擁有傳統(tǒng)優(yōu)勢的工廠自動化業(yè)務、過程自動化業(yè)務、運動控制業(yè)務，以及面向數(shù)字化時代的工業(yè)軟件和服務業(yè)務都整合到同一部門。如何將數(shù)字化能力最大程度地融入到所有西門子工業(yè)集團的各個業(yè)務線當中，并真正從技術、產品、服務等方面融合各個業(yè)務模塊的能力，為終端工業(yè)企業(yè)用戶賦能，就成為西門子數(shù)字化工業(yè)集團要“縫合的大象”。

“西門子是一家能夠提供端到端產品和解決方案的工業(yè)軟件公司，我們從產品制造，到產品生產規(guī)劃，到生產執(zhí)行，到高效和安全生產，全部都是通過工業(yè)軟件把整個制造業(yè)涵蓋在一個Xcelerator之內。”梁乃明，西門子數(shù)字化工業(yè)軟件全球高級副總裁兼大中華區(qū)董事總經理在接受采訪時認為，從14年前收購UGS開始，實際上西門子就已經意識到，“在未來，軟件將會定義硬件，數(shù)字化將對未來發(fā)揮關鍵作用”，因此在過去的十四、五年里，西門子不斷地提升數(shù)字化的能效和工藝，“在西門子正在投建的最新的南京數(shù)字化工廠，整個工廠的數(shù)字化雙胞胎應用、仿真多學科的運算……這些都是應用西門子工業(yè)集團的核心工業(yè)軟件所提供的核心競爭力?！?/p>

事實上，作為距離“數(shù)字化”最近的部門，正是西門子數(shù)字化工業(yè)軟件部門為西門子數(shù)字化工業(yè)集團“縫合大象”提供了最初的方法論和必要的工具。其中，數(shù)字化雙胞胎可以被理解為是西門子提出的用以“縫合大象”的方法論。

從產品層來看，數(shù)字化雙胞胎是利用包括西門子數(shù)字化工業(yè)軟件的SIMATIC IT、PLM、MES和NX等軟件系統(tǒng)，構建一套完整的、與現(xiàn)實世界互相對應的數(shù)字化模型，通過在虛擬的數(shù)字化世界當中充分模擬、分析和比較現(xiàn)實世界的物理場景，利用模型之間理想化的“孿生”特征，以數(shù)據(jù)的形式驅動現(xiàn)實世界的電氣和自動化裝置等硬件設備，從而實現(xiàn)虛擬世界對現(xiàn)實世界的驅動。而如果從業(yè)務邏輯層面講，數(shù)字化雙胞胎則是提供了一個將西門子傳統(tǒng)優(yōu)勢的工業(yè)自動化硬件業(yè)務與數(shù)字化緊密連接的模型。

“我們的核心價值主張和技術路線，就是通過數(shù)字化技術打造三個數(shù)字化雙胞胎：第一，在產品研發(fā)環(huán)節(jié)，建立企業(yè)所要生產、制造的產品數(shù)字化雙胞胎；在準備制造階段，圍繞工藝、制造路線、生產線等制造環(huán)節(jié)打造生產數(shù)字化雙胞胎；當產品和產線投入使用時，在實際表現(xiàn)性能方面要建立性能數(shù)字化雙胞胎。”王海濱談到的西門子數(shù)字化工業(yè)集團的技術路徑，實際上已經將自身業(yè)務按照數(shù)字化雙胞胎在不同業(yè)務場景當中的價值，進行了更進一步的明確定義，從而為西門子數(shù)字化工業(yè)集團的傳統(tǒng)優(yōu)勢業(yè)務提供了明確的數(shù)字化進階的方向。

真正將西門子數(shù)字化工業(yè)集團所有業(yè)務嚴密精準縫合在一起，將三個數(shù)字化雙胞胎進行融合，為企業(yè)用戶提供真正數(shù)據(jù)互聯(lián)互通能力的，是2016年4月，西門子在德國漢諾威工業(yè)博覽會上正式發(fā)布的工業(yè)云平臺MindSphere：其一端聯(lián)系來自虛擬世界的Xcelerator，另一端直達接近西門子傳統(tǒng)自動化業(yè)務、來自現(xiàn)實世界的設備層，包括工業(yè)設備、傳感器和執(zhí)行器……MindSphere真正實現(xiàn)了在數(shù)字化雙胞胎中的數(shù)據(jù)與業(yè)務的融合，從而讓自動化硬件真正具有了融入數(shù)字化環(huán)境的能力。

在數(shù)字化雙胞胎和MindSphere的“縫合”下，西門子數(shù)字化工業(yè)集團傳統(tǒng)業(yè)務的數(shù)字化能力得到了最大程度的提升，各種帶有明顯“數(shù)字化標簽”的企業(yè)應用大量出現(xiàn)：2020年，全球第一臺完全基于網(wǎng)絡的PCS neo應用在中國落地；污水處理RTLS技術（實時定位技術）在貴陽成功應用；預測性維護系統(tǒng)SiePA成功在中國石化青島煉油化工有限責任公司完成部署；從產品開發(fā)開始就使用數(shù)字化雙胞胎方法來實現(xiàn)的最新一代數(shù)字化原生數(shù)控系統(tǒng)SINUMERIK ONE、專門應用于物流行業(yè)的G115D分布式驅動系統(tǒng)問世……

“互聯(lián)互通的背后需要工業(yè)軟件、底層基礎自動化的數(shù)據(jù)，并在運行過程中對數(shù)據(jù)的采集，要用到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云的技術，以及邊緣計算結合的方案等。”王海濱強調，在西門子數(shù)字化工業(yè)集團內部，各個部門都不會閉門造車，而是著眼于客戶的需求，由需求拉動研發(fā)，基于同樣的產品邏輯和技術軌跡，實現(xiàn)西門子數(shù)字化工業(yè)集團這頭大象能夠以一個完整統(tǒng)一的形象，為終端用戶賦能：“這是我們應該實現(xiàn)的模式。”

寫在最后

無論是對于應用企業(yè)，還是對于西門子數(shù)字化工業(yè)集團，如何匯聚力量，協(xié)調一致，都是成長過程中必須解決的問題。數(shù)字雙胞胎和工業(yè)云平臺，既為西門子數(shù)字化工業(yè)集團提供了整合業(yè)務的方法論和工具，同樣，也為廣大的應用企業(yè)提供了進一步實踐數(shù)字化工廠的最佳實踐。

在接受筆者采訪過程中，梁乃明透露，2021年，西門子數(shù)字化工業(yè)軟件將正式推出一個MindSphere的私有云版本：“用戶可以在阿里云上建立一個虛擬的私人賬戶，也可以把整個MindSphere搬到企業(yè)的數(shù)據(jù)中心中，在內部的網(wǎng)絡環(huán)境下運行?！彼J為這將成為工業(yè)云在中國市場上的一個關鍵節(jié)點：從此工業(yè)用戶將正式進入廣泛應用工業(yè)云的階段：“私有云是一個行業(yè)前哨，從私有云應用就會慢慢進入混合云應用階段，到最后就真的變成一個SaaS——這就是最終的一個目標和整個行業(yè)的未來?！?/p>