數字化雙胞胎，落地未來制造愿景
當我們應邀走入數字化體驗中心，首先進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字化制造技術的進展與成果展示。隨著一層黑幕的拉開，純白色背景的數字化體驗中心映入眼簾：數字化雙胞胎印章生產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產品展示著過程工業數字化企業演示平臺、數字化制造要素、數字化制造場景演示、數控機床虛擬調試、車間資源管理等多種數字化制造成果，讓我們深切感受到在數字化制造推進發展的路上，西門子憑借著全面的智能化設備基礎，與深厚的軟件技術開發能力，為爭鋒未來制造市場做足了準備，數字化制造已經從理念走向落地實踐，并正在真實的走進當下的制造業轉型升級。
對于“數字化雙胞胎”印章生產線，我們并不陌生：讓參觀者隨便通過訂制化參數設置訂單，通過電腦建模的方式，通過仿真軟件進行生產線的設計與優化，最后進行最佳生產路徑規劃，開始按產品設計進行自動的車、銑等一系列機械加工程序，并進入組裝、包裝與閉環質量管理檢測，實現數據追溯，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意需求的印章生產有序地運行在每一個工位上，它們全都保證在每一個15分鐘之內交付。而傳統生產需要電腦設計人員、八級車工、包裝配送等環節，在這里只需要兩個電腦下單轉化操作人員。
“這條數字化生產線包括水平集成、工程集成以及垂直集成，從而實現了從設計、研發到制造的環節的整個數據流的打通和協同，輕松實現在同一條生產線上，同時生產不同的產品訂單，甚至產品的運轉節拍都不一樣的更高階的混線生產。”西門子中國研究院數字化企業解決方案研發中心總監戴霽明在講解中表示：“這才是真正的數字化生產”。
今天，在可運轉生產，可親身體驗的數字化體驗中心落成之際，西門子已經在用實際案例展示自己的“數字化”藍圖，經過多年的技術沉淀與融合，西門子所展示的“數字化企業”圖景的核心在哪里？“我想強調一個關鍵詞，就叫‘數字化雙胞胎’。”西門子（中國）有限公司執行副總裁、數字化工廠集團總經理王海濱在媒體發布會上說道：“在一個制造企業里，我們實際上需要建設三個維度的‘數字化雙胞胎’。”：
第一個維度是企業所研發的產品本身需要建立它的數字化模型。在計算機的環境里，通過仿真我們能夠看到所研發出的產品具有怎樣的外形、尺寸、特點等，這將與實物制造應該是一一映射的關系，我們叫做產品的數字化雙胞胎。
第二個維度是在企業里面用來生產產品的生產現場、產線，以及在產線上的各種生產設備本身也需要被建立起數字化雙胞胎。
第三個維度是企業的業務流程。從企業接到客戶的訂單開始，觸發了面向這個訂單的產品設計到面向這個訂單的供應商的物料準備、生產流程，以及整個在生產過程中的質量控制流程等，這些業務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，它們緊密有機地結合，正如西門子所倡導的數字化企業的一張圖景展示：在一個共有的數據協同平臺Teamcenter上，運行著三個“齒輪”，一個是產品研發的齒輪（PLM）——建立產品數字化雙胞胎的過程；中間的齒輪就是業務流程、制造流程雙胞胎（MOM），另一個齒輪是制造業現場的雙胞胎（TIA）。這三個“齒輪”互相咬合在Teamcenter這個平臺上，來完成一個制造業的企業端到端全價值鏈的數據打通。
“這就是西門子所倡導的數字化企業，或者稱之為智能制造藍圖。”海濱總表示：“自‘工業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品線幫助制造企業來踐行數字化工廠，把這種藍圖、愿景變成現實！”
MindSphere云平臺，便捷實現大數據價值
在云計算、大數據技術橫行當今工業制造的大潮下，西門子“數字化雙胞胎”生產線實景體驗，僅僅是讓數字化停留在設計、規劃生產等全生命周期管理層面嗎？當然不是。海濱總一語道破：“在我們所描述的數字化企業藍圖面向未來，還有一個即將發生的下一步：從制造業的現場大量且方便地采集數據，然后送到西門子基于云的、開放式物聯網操作系統叫MindSphere。MindSphere在云端形成大數據，我們又可以基于在云端的這個大數據平臺進行數據挖掘來產生更多的價值。”
1. MindSphere，簡單快捷打通數據鏈
據介紹，基于西門子為確保已交付設備生產能力的保證，應遠程數據采集、維護需求而開發的MindSphere，相當于一臺電腦上的Windows操作系統，向下通過數據采集端的應用程序編程接口（API），賦予了MindSphere在數據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備，還支持海量的第三方硬件設備的接入，將從供應商采集到的設備實時狀態的數據叫做時間序列數據，通過API上傳儲存在MindSphere并可以去調用這些數據；通過西門子MindConnect Nano,只需插上一根電源線，兩根網線，組態只用半個小時，然后即可以實現數據實時上傳至云端。其工作模式大致分為以下幾個步驟：工業現場的數據采集、安全的數據傳輸和存儲、數據的分析及模擬、數據的分析和最后結果的可視化呈現。
“MindSphere除了可以從西門子自有產品中獲取海量數據，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現場的設備連接到平臺上。”西門子（中國）有限公司數字化工廠集團工廠數字化服務總監李漓表示：“我們希望為客戶帶來的價值包括：管理設備開機率、優化能源效率、增強工業信息安全、提高工藝效能。”
2. 構建MindSphere生態系統上的樂高效應
既然MindSphere系統平臺猶如一臺電腦上的Windows系統，那么運行在這套系統上的各種應用軟件正如每一個個性化應用的APP。基于MindSphere系統，西門子已經在上面開發出的基礎APP就像一塊塊形態各異的樂高積木，只不過積木塊里封裝的是和代碼相關的IT基礎知識。用戶可以基于MindSphere上已有的基礎APP，逐漸迭代開發自己的APP。通過面向廣大應用開發者的應用程序編程接口（API），應用客戶都可以在MindSphere上開發App——客戶可以直接以搭積木的方式來為自身構建定制化的應用分析模型，避免了枯燥乏味的編程和寫算法的過程。
據了解，MindSphere已經在全球發布一周年有余，同時在今年4月份德國漢諾威展覽會上，基于MindSphere系統的APP Store已展示了五十多個應用，并且已經形成了一定的生態市場。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集成行業應用APP、源訊信息技術推出以業務為中心的MindSphere敏捷應用程序及現成應用軟件、西門子中國研究院推出MindSphere底層設備集成與上層應用開發解決方案等，已經形成一片欣欣向榮的生態圈。
智能手機火熱的市場局面來自于豐富的APP應用，而在工業應用商店里那些形形色色的應用由誰來提供？李漓表示：“西門子希望圍繞MindSphere構筑一個開放的生態系統。只要你有自己在某個特定領域、特定垂直市場、特定應用場景里的專精知識，我們歡迎你加入MindSphere的生態系統，以協作的方式共同開發應用軟件。”
此外，西門子MindSphere專家補充道：“把數據采集到云端上，是手段，不是目的。我們的目的是把數據通過應用軟件的形式呈現給客戶，讓它產生價值。西門子不能囊括所有的能力，但是我們充分認識到各系統集成商及終端用戶手上所掌握的行業知識對這個生態是不可或缺的，這也就是為什么我們敢于開放MindSphere與大家攜手共建生態。”
在未來的某一天，如果MindSphere的應用商店里已經有成千上萬的App，西門子還可以聯合渠道合作伙伴共同銷售應用軟件，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狀結構，業務模式將會發生翻天覆地的變化。
將MindSphere定義為一個通用性、開放性的平臺，西門子旨在瞄準的是整個工業領域，以及樓宇、醫療、交通、市政等廣義上的第二產業領域，未來MindSphere都要服務于這些場景。
可以說當前的MindSphere已經在國外的一些成功案例上創造了價值，而這些經驗將會復制到國內生態圈。“在中國區，接下來我們要做的就是站在經驗和成功的案例基礎之上，依托本土市場去進一步開發適合于本土市場用戶需求的，有自己特色的，快速響應市場需求的應用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4.0”概念開始，出現的“企業互聯”、“未來工業”等智能制造理念之風，經由那些承載著制造革新使命與希望的企業用科技與時間沉淀，建立起了每一種可以講邏輯，可以講前景，可以去觸摸，可以去發展的“智能制造”實踐。而一直被業界認為承載著德國工業未來的西門子所開發的從數字化制造的“數字化雙胞胎”，到挖掘數字化價值的“MindSphere”云系統平臺，雖百年壽數，卻厚積薄發。在今天遵循著三個關鍵詞：ideation（主意的產生）、realization（實現想法）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，實現閉環創新發展。海濱總對此總結道：“這對于我們的人類工業生產創造來說，著實是邁上了一個新臺階。今天這個新臺階就在我們面前，這是我們人類社會在工業創造方面需要邁向的下一步。我希望咱們中國工業界在變革中引領潮流！”
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