丁海驁

隨著自動(dòng)化設(shè)備和信息化軟件等在工業(yè)企業(yè)應(yīng)用的不斷深入，工業(yè)領(lǐng)域從產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造到服務(wù)維修，各個(gè)環(huán)節(jié)的效率已經(jīng)得到了極大的提升——雖沒有從根本上實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)和效率的極致完美，但從自動(dòng)化設(shè)備和信息化產(chǎn)品角度，新產(chǎn)品和新技術(shù)對(duì)工業(yè)企業(yè)的拉動(dòng)作用已經(jīng)明顯減弱。對(duì)于一直依賴新技術(shù)的工業(yè)企業(yè)，明確未來大幅提升企業(yè)效益的發(fā)展模式，一時(shí)成了其最關(guān)心的發(fā)展問題。

學(xué)術(shù)界、制造業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)紛紛提出的各種未來工業(yè)發(fā)展模式中，最有代表性的，是具有深厚工業(yè)制造歷史背景的德國所提出的工業(yè) 4.0理論。其倡導(dǎo)將以往的自動(dòng)化和電氣化設(shè)備，與信息化系統(tǒng)，通過數(shù)字化的手段，實(shí)現(xiàn)某種程度的集成，通過減少人的直接干預(yù)，降低錯(cuò)誤幾率，從而提高效率，實(shí)現(xiàn)所謂的智能制造。

作為具有深厚工業(yè)制造基礎(chǔ)的西門子是德國工業(yè) 4.0夢(mèng)想的實(shí)踐者之一。那么，對(duì)于廣大的工業(yè)企業(yè)來講，工業(yè)4.0該如何落地成為現(xiàn)實(shí)呢？

“到了 2020年，網(wǎng)絡(luò)用戶將從 2013年的 30億人增加到 40億人，而鏈接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)量將從 2013年的 80億增加到 200億。”Horst J. Kayser博士，西門子首席戰(zhàn)略官在 2015年 9月西門子全球分析師大會(huì)上的主題演講上談到：5年以后，不僅鏈接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備是人類的 5倍，而且其所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)（來自傳感器、機(jī)器數(shù)據(jù)、交通網(wǎng)、智能電網(wǎng)和控制器等），也將達(dá)到 18ZB（10萬億億字節(jié)，是 TB的 10億倍）。因此， Horst J. Kayser博士認(rèn)為：這些數(shù)據(jù)，將成為未來驅(qū)動(dòng)人類社會(huì)和工業(yè)企業(yè)前進(jìn)的重要?jiǎng)恿?，其將重新定義我們對(duì)現(xiàn)有工業(yè)運(yùn)行機(jī)制的認(rèn)識(shí)。而收集、篩選和有效利用這些數(shù)據(jù)信息，用數(shù)據(jù)信息將虛擬空間與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行聯(lián)接，建立數(shù)字化工廠，將是實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0的關(guān)鍵第一步，也是制造業(yè)升級(jí)的明確未來。

西門子，不僅僅是全球最大的制造業(yè)企業(yè)之一，能夠提供當(dāng)今世界最先進(jìn)的自動(dòng)化、電氣化和工控設(shè)備產(chǎn)品，而且在信息化領(lǐng)域也極具發(fā)言權(quán)。加之，西門子率先在德國和中國成都建立了以“打通物理世界的自動(dòng)化設(shè)備和虛擬世界的 PLM”為核心技術(shù)點(diǎn)的數(shù)字化工廠——正在成為全球制造業(yè)企業(yè)從業(yè)者趨之若鶩的“參觀熱點(diǎn)”。

2014年，隨著“智能創(chuàng)新平臺(tái)”概念的提出，以數(shù)字化驅(qū)動(dòng)的“現(xiàn)實(shí)與虛擬整合”使得Siemens PLM Software和“數(shù)字化企業(yè)”的關(guān)系變得密切起來，也使得工業(yè) 4.0這一概念開始具有了技術(shù)的可實(shí)現(xiàn)性。

到了 2015年，在 Siemens PLM Software中國區(qū)用戶大會(huì)上，對(duì)于“智能創(chuàng)新平臺(tái)”作用和構(gòu)架的定義已經(jīng)基本完成。此次，2015 Siemens PLM Software全球分析師大會(huì)上，西門子所提出的“智能創(chuàng)新平臺(tái)”不僅內(nèi)涵和可實(shí)現(xiàn)性得到了進(jìn)一步的完善，而且開始具有了實(shí)際應(yīng)用推廣的現(xiàn)實(shí)意義。

“西門子提出的智能創(chuàng)新平臺(tái)，是以 Teamcenter為底層平臺(tái)所構(gòu)建的一個(gè)數(shù)字化的智能創(chuàng)新平臺(tái)，其一方面與來自設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)信息實(shí)現(xiàn)交互，實(shí)現(xiàn)自頂向下的業(yè)務(wù)流程；另一方面，其與產(chǎn)品實(shí)際的生產(chǎn)加工和試用信息相互印證，完成自底向上的數(shù)據(jù)流動(dòng)。這兩個(gè)流程所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和結(jié)果，最終在這一平臺(tái)上進(jìn)行融合、交互，從而能夠高效、快捷地生成符合市場(chǎng)和用戶需求的產(chǎn)品，并最終實(shí)現(xiàn)以數(shù)字驅(qū)動(dòng)的整個(gè)產(chǎn)品生命周期?！盨iemens PLM Software全球總裁兼首席執(zhí)行官 Chuck Grindstaff在接受采訪時(shí)表示，最終連通虛擬和現(xiàn)實(shí)的，是數(shù)據(jù)，智能創(chuàng)新平臺(tái)則提供了這樣一個(gè)聯(lián)系虛擬和現(xiàn)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)和客觀存在。

事實(shí)上，西門子的智能創(chuàng)新平臺(tái)，是為了應(yīng)用企業(yè)的需求而來，具體的軟件和技術(shù)則退居幕后，成為西門子幫助工業(yè)企業(yè)解決核心業(yè)務(wù)問題所倚重的工具。因此，要想清楚地看清西門子“智能創(chuàng)新平臺(tái)”的全貌，我們或許要倒退幾步，將注意力從單個(gè)的軟件功能、新興技術(shù)轉(zhuǎn)移到整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)流程——從工業(yè)企業(yè)本身的業(yè)務(wù)流程上去尋找，每個(gè)企業(yè)在這個(gè)階段，所面臨的最大問題和挑戰(zhàn)。

理論上，智能創(chuàng)新平臺(tái)的工作原理，首先由 PLM系統(tǒng)所涵蓋的 CAD、CAE等工具軟件，通過規(guī)劃、設(shè)計(jì)、測(cè)試和仿真等一系列的流程，將來自不同團(tuán)隊(duì)、不同設(shè)計(jì)想法的設(shè)計(jì)師腦中的產(chǎn)品概念轉(zhuǎn)化到系統(tǒng)當(dāng)中。然后，通過中間的MOM系統(tǒng)（制造、運(yùn)營和管理），把這些信息數(shù)據(jù)發(fā)放到制造流程，最后，再由這些數(shù)據(jù)通過全集成自動(dòng)化解決方案（在西門子被稱為全集成自動(dòng)化 TIA）直接驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化設(shè)備，將最終產(chǎn)品高效地生產(chǎn)出來。

智能創(chuàng)新平臺(tái)的三個(gè)重要的部分：PLM系統(tǒng)主要解決的是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、產(chǎn)品服務(wù)和生產(chǎn)執(zhí)行部分的工作；在 MOM系統(tǒng)環(huán)節(jié)，主要是完成質(zhì)量管理、MES和APS；在TIA系統(tǒng)中，主要是進(jìn)行工廠和設(shè)備層面的運(yùn)營、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和服務(wù)。不僅如此，通過智能創(chuàng)新平臺(tái)，不僅可以解決產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、收集、傳遞、利用和驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化設(shè)備的問題，而且也大幅提高了企業(yè)其他信息化系統(tǒng)（如ERP、CRM和 SCM等）獲得有用數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確行，從而將產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品工程、供應(yīng)商、物流、服務(wù)、工廠運(yùn)營和工廠計(jì)劃等單個(gè)企業(yè)的各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進(jìn)行最有效的聯(lián)接。

很顯然，從數(shù)據(jù)傳遞的環(huán)節(jié)來看，能夠保證各個(gè)系統(tǒng)之間最大程度地融合和互通，不僅是保證智能創(chuàng)新平臺(tái)運(yùn)行的關(guān)鍵，更是數(shù)字化工廠能否高效利用數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。因此，不能回避的一個(gè)問題是：西門子自身產(chǎn)品體系實(shí)在是太龐大了，即便是其信息化領(lǐng)域內(nèi)的產(chǎn)品，也因?yàn)閬碓床煌ㄔ晕鏖T子工業(yè)的 SIMATIC IT、TIA和收購而來的 Siemens PLM Software等），關(guān)注的領(lǐng)域不同，研發(fā)的團(tuán)隊(duì)和合作機(jī)制等問題，在過去的 7年當(dāng)中，并沒有真正讓用戶感受到系統(tǒng)層面整合的現(xiàn)實(shí)成功。

“我們一直在努力使這些信息系統(tǒng)完成更深度的融合，以便保證數(shù)據(jù)提取、選擇、存儲(chǔ)和應(yīng)用的流暢?！盤aulSicking，Siemens PLM Software高級(jí)副總裁兼首席技術(shù)官在 2015全球分析師大會(huì)上接受記者采訪時(shí)表示，自從2014年 10月 1日（2015財(cái)年），Siemens PLM Software與原本隸屬的“工業(yè)自動(dòng)化集團(tuán)”整合為“數(shù)字化工廠集團(tuán)”這一新部門。自此開始，西門子信息化產(chǎn)品的融合因機(jī)制的保障而實(shí)現(xiàn)了加速，“所有的信息化產(chǎn)品在同一個(gè)部門當(dāng)中開發(fā)——雖然還是通過不同的團(tuán)隊(duì)完成，但是內(nèi)部協(xié)同和溝通機(jī)制已經(jīng)相當(dāng)完備，系統(tǒng)間的融合更加深入?！盤aulSicking說。

正是這種機(jī)構(gòu)的調(diào)整，使得西門子所提出的智能創(chuàng)新平臺(tái)上核心的三個(gè)系統(tǒng)（TIA、MOM和PLM）真正具有了整合和互融的技術(shù)基礎(chǔ)和組織保障，也使得西門子提出的智能創(chuàng)新平臺(tái)、數(shù)字化工廠真正具有了可實(shí)現(xiàn)和可推廣的技術(shù)保障。

再看智能創(chuàng)新平臺(tái)背后的解決方案，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，其背后不僅有業(yè)已耳熟能詳?shù)?Tecnomatix、NX、Solidedge、 Teamcenter和 Simatic IT，還有被收購沒有多久的 LMS，復(fù)合材料設(shè)計(jì)制造軟件 Fibersim，近日剛剛推出的基于云的大數(shù)據(jù)分析軟件 Omneo，以及 3D軟件開發(fā)工具包 PLMComponents。因此智能創(chuàng)新平臺(tái)以往在討論的以下四點(diǎn)“核心策略”，到了 2015年，已經(jīng)成了實(shí)實(shí)在在的價(jià)值。

首先，智能創(chuàng)新平臺(tái)使得用戶參與程度得到提高：因?yàn)檎_的數(shù)據(jù)和信息能夠在正確地時(shí)間和環(huán)境下，提供給所有的用戶，所以用戶可以在任何時(shí)間以任何形式獲得正確的產(chǎn)品信息——無論是最終產(chǎn)品的用戶，或者是供應(yīng)商、設(shè)計(jì)師等——信息會(huì)主動(dòng)來找你，而不用你去找信息。例如，最終用戶可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期，就參與到與產(chǎn)品相關(guān)的工作當(dāng)中，通過 CatchBook等極其簡(jiǎn)單的手繪工具，直接參與早期的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)，從而保證了最終產(chǎn)品的市場(chǎng)滿意度。由此，我們可以看到以 NX為代表的 Siemens PLM Software系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)工具所具有的高效、靈活和易用等產(chǎn)品特征。

其次，智能創(chuàng)新平臺(tái)的智能產(chǎn)品模型，不僅能夠準(zhǔn)確表達(dá)實(shí)際情況、準(zhǔn)確仿真可能情況，而且具有自我意識(shí)，能夠自我優(yōu)化。甚至，智能模型不僅知道自己是什么，而且還知道如何制造自己 ——系統(tǒng)定義的制造過程，也被“標(biāo)注”在智能模型上，因此其可以依靠這些數(shù)據(jù)，基于機(jī)械、電氣和自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一體化環(huán)節(jié)，來驅(qū)動(dòng)自己被生產(chǎn)加工出來。這已經(jīng)在西門子建立的德國和中國成都數(shù)字化工廠得到了某種程度的實(shí)踐。而在這一過程當(dāng)中，我們都可以看到 Teamcenter發(fā)揮了更重要的作用。

第三，連接虛擬和現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品生產(chǎn)。由于智能創(chuàng)新平臺(tái)真正實(shí)現(xiàn)了虛擬（PLM）和現(xiàn)實(shí)（TIA）的真正互聯(lián)（經(jīng)由 MOM），因此不僅可以實(shí)現(xiàn)真正意義上數(shù)字信息驅(qū)動(dòng)的虛擬加工，甚至通過應(yīng)用 Digital Twin技術(shù)，也完全可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)加工對(duì)虛擬數(shù)據(jù)的正向反饋，從而真正實(shí)現(xiàn)思維和現(xiàn)實(shí)的閉環(huán)數(shù)據(jù)通路。加上系統(tǒng)對(duì)大數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用（如Omneo），從而真正實(shí)現(xiàn)了從虛擬到現(xiàn)實(shí)，再從現(xiàn)實(shí)到虛擬的雙向反饋。其中不僅涉及到 NX，而且仿真系統(tǒng)的驗(yàn)證、分析和優(yōu)化，也最大程度地發(fā)揮了其作用。

第四，智能創(chuàng)新平臺(tái)保持了西門子一貫堅(jiān)持的開放態(tài)度，基于開放的技術(shù)，通過快速地吸收新的應(yīng)用、技術(shù)和交付模式，確保其擁有更持續(xù)的擴(kuò)展性，和更快速的響應(yīng)能力，以及更靈活的部署模式。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)更快的實(shí)施周期，而且針對(duì)不同行業(yè)的不同需求，也制定了不同的行業(yè)解決方案。

正如 Horst J. Kayser博士在本文開頭所述，未來連接到網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，在 5年后將是人類所產(chǎn)生數(shù)據(jù)的 5倍。對(duì)于人類所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，事實(shí)上已經(jīng)成就了一批專門以處理這部分?jǐn)?shù)據(jù)為主要業(yè)務(wù)的新型公司，如谷歌、臉書等，而且這部分?jǐn)?shù)據(jù)也因這些新型公司的存在，正在改變著人類的生活——如社交習(xí)慣、分享途徑等。而針對(duì)工業(yè)設(shè)備所產(chǎn)生的更大量的數(shù)據(jù)，事實(shí)上并沒有更多系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行處理和利用。西門子要做的，是針對(duì)這部分?jǐn)?shù)據(jù)，做進(jìn)一步的收集、處理、應(yīng)用和存儲(chǔ)——很顯然，這已經(jīng)不再僅僅囿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)或者服務(wù)等的單點(diǎn)信息化系統(tǒng)，而是一個(gè)涵蓋整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的龐大計(jì)劃。

無論智能創(chuàng)新平臺(tái)，還是數(shù)字化工廠，對(duì)于西門子和這場(chǎng)新的工業(yè)革命來講，都僅僅是一個(gè)開始——一個(gè)從數(shù)據(jù)開始的全新未來正撲面而來。

記者手記

除了智能創(chuàng)新平臺(tái)、數(shù)字化工廠，2015西門子全球分析師大會(huì)給記者最大的驚喜，是中國制造業(yè)企業(yè)登上講臺(tái)，面向全球的工業(yè)企業(yè)傳播自己對(duì)于企業(yè)改造的經(jīng)驗(yàn)和成果——海爾集團(tuán)關(guān)于建立“互聯(lián)網(wǎng)工廠”的演講，不僅得到在場(chǎng)聽眾的廣泛好評(píng)，而且也使得筆者認(rèn)識(shí)到，中國企業(yè)雖然積累沒有歐美國家深厚，但是經(jīng)過30多年對(duì)信息化軟件、自動(dòng)化設(shè)備的深入應(yīng)用，已經(jīng)具備了在全球范圍內(nèi)與同行業(yè)企業(yè)一較高下的能力和潛質(zhì)。但是，核心的問題依然是：要明確自身的需求和業(yè)務(wù)特色，洞悉自身的優(yōu)勢(shì)和短板。只有在這樣的前提下，才能分辨哪些新技術(shù)、新產(chǎn)品和新理論是有用的：對(duì)于能夠解決自身核心業(yè)務(wù)難題的新鮮事物，保持大膽嘗試的自信；對(duì)不適合自己的市場(chǎng)熱點(diǎn)技術(shù)，秉持主動(dòng)回避和拒絕的勇氣。

對(duì)于整個(gè)工業(yè)企業(yè)所面臨的全面升級(jí)的壓力，筆者也認(rèn)為，打補(bǔ)丁的方式，也許可以解決一時(shí)的困境，但是從長期來看，也許就是一個(gè)隱患。所有的從業(yè)者應(yīng)該向西門子學(xué)習(xí)，用更廣闊、更高瞻遠(yuǎn)矚的視角，去認(rèn)真審視現(xiàn)在所面臨的問題，以尋找一個(gè)更加全面、完備和具有可持續(xù)發(fā)展的解決方案，這也許才是最好、最有效，也是最具有發(fā)展?jié)摿Φ姆绞健?/p>

2015年，就要過去了，伴隨著概念開始落地、理論討論開始被實(shí)踐證明，經(jīng)過之前多年的 PLM調(diào)整期，起起伏伏的市場(chǎng)反應(yīng)也開始穩(wěn)中有升，一切都開始變得明朗起來。無論如何，未來總是有無限的希望和可能。 IM