西門子做數(shù)字化的引領(lǐng)者

文/顧碩

西門子做數(shù)字化的引領(lǐng)者

文/顧碩

西門子（中國）有限公司數(shù)字化工廠集團(tuán)工廠自動化總經(jīng)理衛(wèi)岳歌（Joerg Westerholt）

想象一下，當(dāng)你要購買一輛汽車，你希望在款式和功能上有更多的選擇，甚至希望它與眾不同，但你一定不希望這樣的私人訂制花費(fèi)過多的費(fèi)用。眾所周知，設(shè)計(jì)一輛汽車至少要數(shù)萬張圖紙，隨便改動輕微一處就會牽一發(fā)而動全身。然而今天，通過軟件可以模擬整個(gè)產(chǎn)品的研發(fā)環(huán)節(jié)，從設(shè)計(jì)、組裝，甚至到測試，所有工作都能在一臺電腦上完成，這一程序能夠模擬真實(shí)環(huán)境的壓力、溫度等各種參數(shù)，讓設(shè)計(jì)立即投入生產(chǎn)。之后研發(fā)平臺會和生產(chǎn)系統(tǒng)對接，把數(shù)據(jù)分享到各個(gè)環(huán)節(jié)。

這就是數(shù)字化，它徹底改變了設(shè)計(jì)、測試、仿真、規(guī)劃、工程、實(shí)施、服務(wù)等整個(gè)價(jià)值鏈，不僅是生產(chǎn)，從前端到后端的所有環(huán)節(jié)都將通過雙向數(shù)據(jù)流集成在一個(gè)平臺上。數(shù)字化車間的建立是未來人工智能得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，工廠將具有獨(dú)立思考和分析的能力，定制化的汽車可以很快展現(xiàn)在你面前。

而這只是數(shù)字化的一個(gè)開始……

數(shù)字化的引領(lǐng)者

在2015漢諾威工業(yè)博覽會上，西門子宣布為應(yīng)對“工業(yè)4.0”帶來的挑戰(zhàn)，已經(jīng)開始在不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供面向數(shù)字化未來的產(chǎn)品和解決方案。

實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型所需的四大基石是數(shù)字化企業(yè)軟件套件、工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)、自動化安全和面向特定業(yè)務(wù)的工業(yè)服務(wù)。依托這四大基石，制造業(yè)企業(yè)將能實(shí)現(xiàn)更快速、更靈活的增值過程，從而能更好地迎合不同用戶的需求，并針對新的市場需求快速做出響應(yīng)，以更輕松地開發(fā)全新業(yè)務(wù)模式。盡管各工業(yè)企業(yè)面臨著不同的行業(yè)需求，但所有企業(yè)都面臨著相同的核心挑戰(zhàn)：縮短產(chǎn)品上市時(shí)間、提高靈活性和效率，同時(shí)達(dá)到更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

“從設(shè)計(jì)到最終批量生產(chǎn)原本是一個(gè)漫長的過程，但是數(shù)字化可以完全實(shí)現(xiàn)在虛擬環(huán)境中建立模型，然后再去驗(yàn)證和仿真，使產(chǎn)品上市周期大大縮短。而數(shù)字化最核心的優(yōu)勢就是能夠使原來大批量生產(chǎn)的過程變得高度柔性與靈活?！蔽鏖T子（中國）有限公司數(shù)字化工廠集團(tuán)工廠自動化總經(jīng)理衛(wèi)岳歌（Joerg Westerholt）解釋道。

記者了解到這樣一個(gè)案例。2010年，中信戴卡研發(fā)設(shè)計(jì)院開始采用西門子Teamcenter等PLM軟件平臺，用于研發(fā)和試制。目前，中信戴卡秦皇島總部和浙江寧波分廠年產(chǎn)能均達(dá)220萬件的三條新輪轂壓鑄線，全部采用了西門子的一體化工程軟件平臺TIA博途，以及西門子全新一代高級控制系統(tǒng)Simatic S7-1500 PLC。與中信戴卡的傳統(tǒng)生產(chǎn)線相比較，新型輪轂生產(chǎn)線可以實(shí)現(xiàn)1人管理12個(gè)機(jī)臺，書面文件幾乎為零，換型調(diào)整的工作時(shí)間縮短了90％，工程整體效率提高30％，不良產(chǎn)品率降低30％，將生產(chǎn)靈活性發(fā)揮到了極致。

衛(wèi)岳歌坦言，數(shù)字化是一個(gè)過程，而不是一個(gè)簡單的產(chǎn)品。用戶對數(shù)字化的不同認(rèn)知源于他們自身不同的需求和不同的技術(shù)基礎(chǔ)，數(shù)字化的價(jià)值正是來自于他們的需求。西門子始終致力于幫助用戶實(shí)現(xiàn)數(shù)字化愿景。

創(chuàng)新的主導(dǎo)者

在2016年的德國漢諾威工業(yè)博覽會上，西門子以“博大精深，同心致遠(yuǎn)——引領(lǐng)數(shù)字化企業(yè)進(jìn)程”為主題，全面展示了西門子豐富的產(chǎn)品線，涵蓋電氣化、自動化、數(shù)字化等領(lǐng)域的產(chǎn)品與解決方案，以及配電、自動化和驅(qū)動技術(shù)、工業(yè)軟件等方面的眾多創(chuàng)新。

采訪中，衛(wèi)岳歌特別強(qiáng)調(diào)：“西門子是全球工業(yè)自動化市場的主導(dǎo)者。我們擁有超過50年的工業(yè)自動化經(jīng)驗(yàn)，我們不僅希望成為市場的主導(dǎo)者，更希望成為創(chuàng)新的主導(dǎo)者?！彪S后，衛(wèi)岳歌頗具興致地介紹了在2016年德國漢諾威工業(yè)博覽會上所發(fā)布的新產(chǎn)品。

西門子全新推出全集成自動化軟件TIA博途V14版本，有助于設(shè)備制造商縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，并提高最終用戶的生產(chǎn)力。西門子豐富了TIA博途V14工程平臺，為用戶帶來一系列全新的數(shù)字化企業(yè)功能，可充分滿足“工業(yè)4.0”的要求。

基于云平臺的工程設(shè)計(jì)是全新的特點(diǎn)，通過博途云服務(wù)，工程師的筆記本電腦中可以不安裝博途，而通過遠(yuǎn)程桌面的方式在私有云端進(jìn)行項(xiàng)目編程組態(tài)，并通過云連接器將項(xiàng)目下載到遠(yuǎn)程或者就地的PLC中。博途云可以大大降低對筆記本的硬件配置要求，同時(shí)全公司在云平臺中工作，可以提高公司的標(biāo)準(zhǔn)化管理。另一個(gè)新功能是PLCSim Advanced（PLC高級仿真器），提供了面向仿真軟件的接口，譬如工廠仿真（Plant Simulation）和過程仿真（Process Simulate）等軟件。通過PLCSim Advanced用戶可以為Simatic S7-1500控制器仿真一個(gè)數(shù)字化雙胞胎，以實(shí)現(xiàn)高效的虛擬調(diào)試。受助于HMI設(shè)備的自動代碼生成和同步功能，通過ProDiag選項(xiàng)，用戶可以在最大限度降低配置和可視化成本的情況下，實(shí)現(xiàn)詳盡的工廠和機(jī)器監(jiān)控。ProDiag可以檢測用戶進(jìn)程中的錯(cuò)誤，并在顯示設(shè)備上提供關(guān)于這些錯(cuò)誤的類型、位置和原因的信息，以及關(guān)于如何糾正錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。TIA博途V14中繼承了Simatic能源套件，集成大量控件，可輕松實(shí)現(xiàn)對控制系統(tǒng)的能源參數(shù)進(jìn)行測量、分析及顯示，大大提高了工程效率。衛(wèi)岳歌談道：“TIA博途中簡易的工程實(shí)現(xiàn)方式，將有助于打造完整的數(shù)字自動化，如數(shù)字化規(guī)劃、集成化工程和透明化操作等。除‘?dāng)?shù)字化企業(yè)軟件套件’內(nèi)的PLM（產(chǎn)品生命周期管理）和MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）產(chǎn)品外，對于應(yīng)用著西門子系列工業(yè)軟件闊步走向“工業(yè)4.0”的企業(yè)而言，TIA博途是數(shù)字化企業(yè)的一個(gè)重要組成部分。”

西門子進(jìn)一步壯大了其SIMATIC S7-1500高級控制器產(chǎn)品家族的陣容。全新發(fā)布的運(yùn)動控制器S7-1500T CPU，進(jìn)一步完善了SIMATIC S7-1500 的產(chǎn)品線。衛(wèi)岳歌補(bǔ)充說道：“最新加入SIMATIC經(jīng)典系列的S7-1500T控制器主要應(yīng)用于運(yùn)動控制領(lǐng)域，它將所有高級運(yùn)動控制功能與普通邏輯控制功能集成到一個(gè)硬件平臺。1500T的一大亮點(diǎn)是可以完全集成于TIA博途中，無需再使用額外的工具對其配置、組態(tài)等，對工程效率而言是一個(gè)很大的提升。1500T CPU家族還包含了一款安全控制器，可在同一個(gè)控制器中集成邏輯控制、安全功能，及強(qiáng)大的運(yùn)動控制功能，從而幫助用戶節(jié)省大量的工程時(shí)間，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間?！?/p>

除了創(chuàng)新的產(chǎn)品，西門子還在此次漢諾威展會上向觀眾展示了虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界是如何融合成一個(gè)更靈活、更高可用性的互聯(lián)網(wǎng)“生態(tài)系統(tǒng)”。在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，離散工業(yè)和過程工業(yè)均可獲益于開發(fā)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及供應(yīng)商數(shù)據(jù)的全面集成。制造企業(yè)可以有選擇地滿足單個(gè)用戶的需求，更加迅速地響應(yīng)市場要求，也更容易制定全新的商業(yè)模型。不論是大型企業(yè)還是中小型創(chuàng)新企業(yè)，在實(shí)現(xiàn)“工業(yè)4.0”的過程中都可以獲得西門子適宜的支持與服務(wù)。

安全的推動者

西門子的數(shù)字化企業(yè)理念提供了相互支撐的四大支柱，其中重要的一項(xiàng)就是全面的自動化安全。顯然，西門子非常重視安全問題。

P R O F I s a f e是由P I國際組織（PROFIBUS and PROFINET International）提出加載在PPROFIBUS和PROFINET通信協(xié)議基礎(chǔ)上的故障安全行規(guī)，實(shí)現(xiàn)了故障安全通信和標(biāo)準(zhǔn)通信共存于同一根電纜上，簡化了設(shè)備、工程設(shè)計(jì)并降低了安裝成本。

2015年12月16日，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會正式批準(zhǔn)基于PPROFIBUS DP和PROFINET I/O的功能安全通信行規(guī)——PROFIsafe為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號為GB/T 20830-2015。這是國內(nèi)首個(gè)成為國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)的功能安全通信行規(guī)，安全通信標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布將推動我國制造業(yè)向更加智能化和全面自動化的方向快速發(fā)展。西門子作為PROFIsafe技術(shù)的主要推動者，提供了完整的功能安全解決方案，涵蓋安全型PLC、驅(qū)動、I/O和傳感器等。

衛(wèi)岳歌表示，中國政府一直在倡導(dǎo)企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，強(qiáng)調(diào)制造業(yè)要從數(shù)量向質(zhì)量轉(zhuǎn)變。PROFIsafe實(shí)際上是從功能安全的角度，幫助企業(yè)用戶通過采用此技術(shù)提高產(chǎn)品質(zhì)量。而保證質(zhì)量的前提先要保證設(shè)備的安全性。該標(biāo)準(zhǔn)將在中國展開本地化開發(fā)、測試與應(yīng)用，并幫助中國用戶提升包括靈活性和效率在內(nèi)的全面競爭力。

與此同時(shí)，PROFIsafe成為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)對于中國工業(yè)功能安全的發(fā)展具有重要意義，為中國在工業(yè)功能安全領(lǐng)域向世界先進(jìn)水平的邁進(jìn)奠定基礎(chǔ)。“在過去的6個(gè)月，我們已經(jīng)看到中國用戶對安全的需求愈發(fā)明顯，特別是對于人、環(huán)境和設(shè)備的保護(hù)。同時(shí)，也已經(jīng)有中國用戶有興趣開發(fā)PROFIsafe的基礎(chǔ)設(shè)備?！毙l(wèi)岳歌告訴記者。

信息安全亦是近幾年非常重要的話題，西門子將信息安全歸為三大類：其一，工廠安全，包括對未經(jīng)授權(quán)的人員阻止其訪問、物理上防止對關(guān)鍵部件的訪問。其二，網(wǎng)絡(luò)安全，指包括采用防火墻等技術(shù)對辦公網(wǎng)與自動化控制網(wǎng)絡(luò)之間、自動化控制網(wǎng)絡(luò)與自動化控制網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行分區(qū)和隔離。其三，系統(tǒng)完整性，包括對自動化控制設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)操作員進(jìn)行認(rèn)證；在自動化控制組件中集成訪問控制機(jī)制。針對這些問題，西門子憑借“縱深防御”理念，確保工廠得到全面保護(hù)，防止來自內(nèi)部和外部的網(wǎng)絡(luò)攻擊。從工廠的管理層到執(zhí)行層，從訪問權(quán)限到版權(quán)保護(hù)，所有層級必須同時(shí)保護(hù)。

據(jù)了解，工業(yè)信息安全也是TIA博途的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，所有的SIMATIC都經(jīng)過嚴(yán)格的安全測試，該安全解決方案所提供的不僅僅是西門子的產(chǎn)品，還包括了系統(tǒng)解決方案以及咨詢服務(wù)。在過去的幾年中，西門子與許多組織和企業(yè)一起，為ISA99和IEC62443等標(biāo)準(zhǔn)的制定與推廣做出了貢獻(xiàn)。同時(shí)，西門子也與200多家從事信息安全工作的企業(yè)合作，通過這些合作確保在短時(shí)間內(nèi)可以快速找到并消除漏洞，盡可能地將受影響的用戶公司的損失降到最低。

2016年，西門子與Intel Security擴(kuò)大合作，保護(hù)工業(yè)自動化系統(tǒng)免受日益猖獗的網(wǎng)絡(luò)安全威脅。西門子專家將防毒軟件、白名單與安全信息和事件管理（SIEM）等Intel Security解決方案納入工廠信息安全服務(wù)的框架。這些工具專為及時(shí)檢測安全事件而設(shè)計(jì)，使西門子專家能夠第一時(shí)間通知設(shè)備操作人員，采取對策。兩家公司匯集其工業(yè)自動化與網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的專業(yè)知識，為工廠提供多種產(chǎn)品及服務(wù)，最大限度降低網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)提高系統(tǒng)可用性。

世界著名作家、大思想家斯賓塞·約翰遜曾說過：唯一不變的就是變化本身。這句話同樣適用于今天的工業(yè)制造業(yè)。衛(wèi)岳歌認(rèn)為，無論是德國所倡導(dǎo)的“工業(yè)4.0”還是中國提出的《中國制造2025》，種種概念背后揭示的是同一個(gè)核心問題——變化。從追求數(shù)量到追求質(zhì)量的變化過程中，中國制造業(yè)的市場在變化，中國用戶的需求同樣也在變化。而對于西門子，在其中面對的最大挑戰(zhàn)則是如何更為緊密地與用戶進(jìn)行合作，適應(yīng)并滿足用戶需求的變化?！拔覀兿Ｍ軌驇椭脩舾?、更好地找到適合他們實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造的方法，助其逐步邁向‘工業(yè)4.0’，這是對我們的挑戰(zhàn)，亦是我們未來主要的工作方向?！毙l(wèi)岳歌十分堅(jiān)定的口吻讓記者對西門子引領(lǐng)數(shù)字化進(jìn)程充滿了信心。