缝合一头面向未来的大象

丁海骜

“如果把未来能体现工业4.0理念、智能制造的工厂，比喻成一头大象，那么实际上现在大象的腿、耳朵、身体……各个部分从某种程度上来讲已经存在了，我们要做的事情是对每一个部分进行提升，进而，完成不同的部件之间的完美融合。”王海滨，西门子（中国）有限公司执行副总裁、西门子大中华区数字化工业集团总经理在2021年1月的媒体沟通会上，为制造业企业的数字化升级总结出了一条“大象理论”。

王海滨认为：对于企业用户而言，现在设计部门的CAD工具、制造部门的机器设备和ERP系统、IT部门的IT基础设施、以及供应链部门的各种相应的工具，这些都是这头大象目前所具有的构成身体组成部分的组件，如果想要将这些组件拼合缝制成一头完整大象——建设一家体现工业4.0理念，实现智能制造的工厂——企业则需要两个核心步骤：第一步是数字化提升，第二步是数字融合——前者是通过统一的数字化规则，为企业各个业务部门提供了整合的标准；后者则是通过数字化手段，实现企业全部数据的互联互通。

从某种程度上，“大象理论”强调的是数字化对于未来企业的价值和作用，同时，对于分布在各个业务节点上的传统自动化、电气化硬件和软件系统，“大象理论”则通过更容易实现的数字化工具和逻辑进行统一管理，最终实现以数字驱动。“只有融合，才能形成更高水平的智能化，工厂才能变得更加智慧、智能。”王海滨说。

事实上，正在为工业企业提供实践“大象理论”的西门子数字化工业集团，也同样在经历自身的业务数字化转型过程，也同样正在“缝合一头面向未来的大象”。

作为已经拥有174年历史的工业巨头，在过去的百多年时间里，凭借其提供的自动化系统、过程控制系统等传统优势的技术和产品，西门子在工业自动化领域始终是当之无愧的领导者。直到2007年，西门子收购UGS成为今天的西门子数字化工业软件，开始踏足工业软件领域。

2018年4月，西门子集合了原来数字化工厂集团和过程工业与驱动集团的绝大部分业务，组成了西门子数字化工业集团，将拥有传统优势的工厂自动化业务、过程自动化业务、运动控制业务，以及面向数字化时代的工业软件和服务业务都整合到同一部门。如何将数字化能力最大程度地融入到所有西门子工业集团的各个业务线当中，并真正从技术、产品、服务等方面融合各个业务模块的能力，为终端工业企业用户赋能，就成为西门子数字化工业集团要“缝合的大象”。

“西门子是一家能够提供端到端产品和解决方案的工业软件公司，我们从产品制造，到产品生产规划，到生产执行，到高效和安全生产，全部都是通过工业软件把整个制造业涵盖在一个Xcelerator之内。”梁乃明，西门子数字化工业软件全球高级副总裁兼大中华区董事总经理在接受采访时认为，从14年前收购UGS开始，实际上西门子就已经意识到，“在未来，软件将会定义硬件，数字化将对未来发挥关键作用”，因此在过去的十四、五年里，西门子不断地提升数字化的能效和工艺，“在西门子正在投建的最新的南京数字化工厂，整个工厂的数字化双胞胎应用、仿真多学科的运算……这些都是应用西门子工业集团的核心工业软件所提供的核心竞争力。”

事实上，作为距离“数字化”最近的部门，正是西门子数字化工业软件部门为西门子数字化工业集团“缝合大象”提供了最初的方法论和必要的工具。其中，数字化双胞胎可以被理解为是西门子提出的用以“缝合大象”的方法论。

从产品层来看，数字化双胞胎是利用包括西门子数字化工业软件的SIMATIC IT、PLM、MES和NX等软件系统，构建一套完整的、与现实世界互相对应的数字化模型，通过在虚拟的数字化世界当中充分模拟、分析和比较现实世界的物理场景，利用模型之间理想化的“孪生”特征，以数据的形式驱动现实世界的电气和自动化装置等硬件设备，从而实现虚拟世界对现实世界的驱动。而如果从业务逻辑层面讲，数字化双胞胎则是提供了一个将西门子传统优势的工业自动化硬件业务与数字化紧密连接的模型。

“我们的核心价值主张和技术路线，就是通过数字化技术打造三个数字化双胞胎：第一，在产品研发环节，建立企业所要生产、制造的产品数字化双胞胎；在准备制造阶段，围绕工艺、制造路线、生产线等制造环节打造生产数字化双胞胎；当产品和产线投入使用时，在实际表现性能方面要建立性能数字化双胞胎。”王海滨谈到的西门子数字化工业集团的技术路径，实际上已经将自身业务按照数字化双胞胎在不同业务场景当中的价值，进行了更进一步的明确定义，从而为西门子数字化工业集团的传统优势业务提供了明确的数字化进阶的方向。

真正将西门子数字化工业集团所有业务严密精准缝合在一起，将三个数字化双胞胎进行融合，为企业用户提供真正数据互联互通能力的，是2016年4月，西门子在德国汉诺威工业博览会上正式发布的工业云平台MindSphere：其一端联系来自虚拟世界的Xcelerator，另一端直达接近西门子传统自动化业务、来自现实世界的设备层，包括工业设备、传感器和执行器……MindSphere真正实现了在数字化双胞胎中的数据与业务的融合，从而让自动化硬件真正具有了融入数字化环境的能力。

在数字化双胞胎和MindSphere的“缝合”下，西门子数字化工业集团传统业务的数字化能力得到了最大程度的提升，各种带有明显“数字化标签”的企业应用大量出现：2020年，全球第一台完全基于网络的PCS neo应用在中国落地；污水处理RTLS技术（实时定位技术）在贵阳成功应用；预测性维护系统SiePA成功在中国石化青岛炼油化工有限责任公司完成部署；从产品开发开始就使用数字化双胞胎方法来实现的最新一代数字化原生数控系统SINUMERIK ONE、专门应用于物流行业的G115D分布式驱动系统问世……

“互联互通的背后需要工业软件、底层基础自动化的数据，并在运行过程中对数据的采集，要用到工业互联网、云的技术，以及边缘计算结合的方案等。”王海滨强调，在西门子数字化工业集团内部，各个部门都不会闭门造车，而是着眼于客户的需求，由需求拉动研发，基于同样的产品逻辑和技术轨迹，实现西门子数字化工业集团这头大象能够以一个完整统一的形象，为终端用户赋能：“这是我们应该实现的模式。”

写在最后

无论是对于应用企业，还是对于西门子数字化工业集团，如何汇聚力量，协调一致，都是成长过程中必须解决的问题。数字双胞胎和工业云平台，既为西门子数字化工业集团提供了整合业务的方法论和工具，同样，也为广大的应用企业提供了进一步实践数字化工厂的最佳实践。

在接受笔者采访过程中，梁乃明透露，2021年，西门子数字化工业软件将正式推出一個MindSphere的私有云版本：“用户可以在阿里云上建立一个虚拟的私人账户，也可以把整个MindSphere搬到企业的数据中心中，在内部的网络环境下运行。”他认为这将成为工业云在中国市场上的一个关键节点：从此工业用户将正式进入广泛应用工业云的阶段：“私有云是一个行业前哨，从私有云应用就会慢慢进入混合云应用阶段，到最后就真的变成一个SaaS——这就是最终的一个目标和整个行业的未来。”