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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過多的費用。眾所周知，設(shè)計一輛汽車至少要數(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產(chǎn)品的研發(fā)環(huán)節(jié)，從設(shè)計、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環(huán)境的壓力、溫度等各種參數(shù)，讓設(shè)計立即投入生產(chǎn)。之后研發(fā)平臺會和生產(chǎn)系統(tǒng)對接，把數(shù)據(jù)分享到各個環(huán)節(jié)。

這就是數(shù)字化，它徹底改變了設(shè)計、測試、仿真、規(guī)劃、工程、實施、服務(wù)等整個價值鏈，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)流集成在一個平臺上。數(shù)字化車間的建立是未來人工智能得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)，工廠將具有獨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)字化的一個開始……

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

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)品上市時間、提高靈活性和效率，同時達到更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

“從設(shè)計到最終批量生產(chǎn)原本是一個漫長的過程，但是數(shù)字化可以完全實現(xiàn)在虛擬環(huán)境中建立模型，然后再去驗證和仿真，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。”西門子（中國）有限公司數(shù)字化工廠集團工廠自動化總經(jīng)理衛(wèi)岳歌（Joerg Westerholt）解釋道。

記者了解到這樣一個案例。2 0 1 0年，中信戴卡研發(fā)設(shè)計院開始采用西門子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)線可以實現(xiàn)1人管理12個機臺，書面文件幾乎為零，換型調(diào)整的工作時間縮短了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)字化是一個過程，而不是一個簡單的產(chǎn)品。用戶對數(shù)字化的不同認知源于他們自身不同的需求和不同的技術(shù)基礎(chǔ)，數(shù)字化的價值正是來自于他們的需求。西門子始終致力于幫助用戶實現(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——引領(lǐng)數(shù)字化企業(yè)進程”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，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。”隨后，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)計是全新的特點，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，而通過遠程桌面的方式在私有云端進行項目編程組態(tài)，并通過云連接器將項目下載到遠程或者就地的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控制器仿真一個數(shù)字化雙胞胎，以實現(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，用戶可以在最大限度降低配置和可視化成本的情況下，實現(xiàn)詳盡的工廠和機器監(jiān)控。ProDiag可以檢測用戶進程中的錯誤，并在顯示設(shè)備上提供關(guān)于這些錯誤的類型、位置和原因的信息，以及關(guān)于如何糾正錯誤的數(shù)據(jù)。TIA博途V14中繼承了Simatic能源套件，集成大量控件，可輕松實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的能源參數(shù)進行測量、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)的一個重要組成部分。”

西門子進一步壯大了其SIMATIC S7-1500高級控制器產(chǎn)品家族的陣容。全新發(fā)布的運動控制器S7-1500T CPU，進一步完善了SIMATIC S7-1500 的產(chǎn)品線。衛(wèi)岳歌補充說道：“最新加入SIMATIC經(jīng)典系列的S7-1500T控制器主要應(yīng)用于運動控制領(lǐng)域，它將所有高級運動控制功能與普通邏輯控制功能集成到一個硬件平臺。1500T的一大亮點是可以完全集成于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，可在同一個控制器中集成邏輯控制、安全功能，及強大的運動控制功能，從而幫助用戶節(jié)省大量的工程時間，縮短產(chǎn)品上市時間。”

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)實世界是如何融合成一個更靈活、更高可用性的互聯(lián)網(wǎng)“生態(tài)系統(tǒng)”。在這個生態(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，其中重要的一項就是全面的自動化安全。顯然，西門子非常重視安全問題。

PROFIsafe是由PI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，強調(diào)制造業(yè)要從數(shù)量向質(zhì)量轉(zhuǎn)變。PROFIsafe實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，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)域向世界先進水平的邁進奠定基礎(chǔ)。“在過去的6個月，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。同時，也已經(jīng)有中國用戶有興趣開發(fā)PROFIsafe的基礎(chǔ)設(shè)備。”衛(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)操作員進行認證；在自動化控制組件中集成訪問控制機制。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，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，所有層級必須同時保護。

據(jù)了解，工業(yè)信息安全也是TIA博途的一個關(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。同時，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擴大合作，保護工業(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。這些工具專為及時檢測安全事件而設(shè)計，使西門子專家能夠第一時間通知設(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，同時提高系統(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行合作，適應(yīng)并滿足用戶需求的變化。“我們希望能夠幫助用戶更快、更好地找到適合他們實現(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。”衛(wèi)岳歌十分堅定的口吻讓記者對西門子引領(lǐng)數(shù)字化進程充滿了信心。

摘自《自動化博覽》2016年7月刊