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數(shù)字化正改變著我們生活的方方面面。當(dāng)你出門忘記帶錢包卻不用擔(dān)心這一天無法吃飯、購(gòu)物、乘車時(shí)，當(dāng)你在家里就可以隨時(shí)繳納水費(fèi)、電費(fèi)、通訊費(fèi)時(shí)，當(dāng)你正想要買一身套裝而僅僅是在網(wǎng)站上搜索了一下，就有在線導(dǎo)購(gòu)向你推薦時(shí)，是的，你已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代。

2016年6月剛剛上任的西門子股份公司數(shù)字化工程集團(tuán)首席執(zhí)行官Dr.JanMrosik對(duì)于數(shù)字化，有著更為深刻的認(rèn)識(shí)：“數(shù)字化改變著一切。它不僅改變了我們的生活，也正在改變著我們的業(yè)務(wù)模式，顛覆式創(chuàng)新的能力和速度正在成為成功的關(guān)鍵因素。這種對(duì)工業(yè)企業(yè)持續(xù)增加的壓力，同時(shí)開創(chuàng)了新的業(yè)務(wù)機(jī)會(huì)。而‘工業(yè)4.0’標(biāo)志著一個(gè)關(guān)注數(shù)字化價(jià)值鏈的制造業(yè)新階段的開啟。”

數(shù)字化是中國(guó)制造業(yè)企業(yè)發(fā)展的必由之路

如今的中國(guó)制造業(yè)正經(jīng)歷從“ 中國(guó)制造” 到“ 中國(guó)創(chuàng)造” 的轉(zhuǎn)型，“十三五”規(guī)劃的五大指導(dǎo)原則——?jiǎng)?chuàng)新、協(xié)作、綠色、開放、共享，恰恰印證了中國(guó)制造業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變。Mrosik博士指出，目前中國(guó)工業(yè)用戶面臨的主要挑戰(zhàn)在于：生產(chǎn)的速度、靈活性、質(zhì)量、效率及信息安全。為滿足這些需求，整個(gè)價(jià)值鏈的集成和數(shù)字化將成為核心。

西門子作為多年專注于電氣化、自動(dòng)化、數(shù)字化的企業(yè)，深刻理解中國(guó)用戶的需求，可以支持企業(yè)進(jìn)行涵蓋其整個(gè)價(jià)值鏈的整合及數(shù)字化轉(zhuǎn)型。為從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、工程組態(tài)、生產(chǎn)制造直至服務(wù)五大環(huán)節(jié)打造統(tǒng)一的、無縫的數(shù)據(jù)平臺(tái)，形成基于數(shù)字模型的虛擬企業(yè)和基于自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)實(shí)企業(yè)鏡像，即“數(shù)字化雙胞胎”。

數(shù)字化雙胞胎 打通虛擬與現(xiàn)實(shí)

何為數(shù)字化雙胞胎？即以數(shù)字化方式在虛擬空間呈現(xiàn)物理對(duì)象，也就是說，以數(shù)字化方式對(duì)物理對(duì)象創(chuàng)建虛擬模型，模擬其在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為特征。數(shù)字化雙胞胎模型具有模塊化、自治性和互聯(lián)性的特點(diǎn)，可以從測(cè)試、開發(fā)、工藝及運(yùn)維等角度，打破現(xiàn)實(shí)與虛擬之間的藩籬，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期內(nèi)生產(chǎn)、管理、連接的高度數(shù)字化及模塊化。基于數(shù)字化雙胞胎模型，結(jié)合西門子貫穿全價(jià)值鏈的數(shù)字化企業(yè)軟件套件（PLM、MES/MOM、TIA），用戶可在獲得實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息的基礎(chǔ)上對(duì)流程進(jìn)行規(guī)劃和優(yōu)化，并通過產(chǎn)品實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提高系統(tǒng)性能。

Mrosik博士進(jìn)一步解釋：“數(shù)字化雙胞胎涵蓋‘產(chǎn)品數(shù)字化雙胞胎’、‘生產(chǎn)工藝流程數(shù)字化雙胞胎’和‘設(shè)備數(shù)字化雙胞胎’三個(gè)層面，三個(gè)層面又高度集成為一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型。全產(chǎn)品生命周期內(nèi)的數(shù)字化雙胞胎能夠完整真實(shí)再現(xiàn)整個(gè)企業(yè)，從而幫助企業(yè)在實(shí)際投入生產(chǎn)之前即能在虛擬環(huán)境中優(yōu)化、仿真和測(cè)試，而在生產(chǎn)過程中也可同步優(yōu)化整個(gè)企業(yè)流程，最終打造高效的柔性生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)快速創(chuàng)新上市，鍛造企業(yè)持久競(jìng)爭(zhēng)力。”

以西門子新研發(fā)的緊湊型工業(yè)PC——SIMATIC Nano Box為例，Mrosik博士向記者闡述了數(shù)字化雙胞胎的應(yīng)用價(jià)值。“我們?cè)谔摂M世界就可以看到元素之間如何交互，如何按前期產(chǎn)品研發(fā)階段所定義的功能滿足產(chǎn)品需求，瓶頸到底出在哪里，哪些地方出現(xiàn)浪費(fèi)和無價(jià)值活動(dòng)等。這樣的方式，很大程度上節(jié)省了生產(chǎn)時(shí)間，并避免了資源的浪費(fèi)。”

實(shí)現(xiàn)數(shù)字化企業(yè)的技術(shù)支撐

工欲善其事，必先利其器。無論是數(shù)字化雙胞胎，還是最終幫助中國(guó)企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化企業(yè)的目標(biāo)，都需要強(qiáng)大的技術(shù)作支撐。而這，正是西門子的強(qiáng)項(xiàng)。Mrosik博士透露，在過去的多年當(dāng)中，西門子在保持高研發(fā)投入的同時(shí)，還先后收購(gòu)了50家不同規(guī)模的企業(yè)，以不斷地?cái)U(kuò)充產(chǎn)品線，尤其是擴(kuò)大軟件組合。如今，西門子已經(jīng)完全具備了幫助用戶實(shí)現(xiàn)數(shù)字化企業(yè)目標(biāo)的四大支柱技術(shù)及能力：數(shù)字化企業(yè)軟件套件、通訊、信息安全和面向特定業(yè)務(wù)的工業(yè)服務(wù)。

Morisk博士進(jìn)一步解釋，數(shù)字化企業(yè)軟件套件奠定了成功的數(shù)字化戰(zhàn)略基礎(chǔ)，是一個(gè)綜合的基于軟件的體系組合。西門子的Teamcenter為業(yè)界提供了領(lǐng)先的協(xié)作平臺(tái)，其統(tǒng)一的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，無縫集成了所有其他解決方案；產(chǎn)品生命周期管理是將新想法更快轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂惺袌?chǎng)化產(chǎn)品的關(guān)鍵，西門子的PLM解決方案，如NX、Tecnomatix或全新的Simcenter產(chǎn)品組合編織出貫穿研發(fā)制造全部階段的必要數(shù)字化線索；SIMATIC IT制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）是鏈接PLM和自動(dòng)化的實(shí)時(shí)軟件層，將產(chǎn)品研發(fā)的虛擬世界與生產(chǎn)的真實(shí)世界連接起來；工業(yè)云MindSphere及Omneo智能化生命周期及數(shù)據(jù)分析，則幫助回答了一個(gè)許多企業(yè)都在問自己的問題：我們?nèi)绾文軌騼?yōu)化和持續(xù)改進(jìn)基于生產(chǎn)的數(shù)據(jù)？全集成自動(dòng)化則使得無縫的橫向互操作以及從現(xiàn)場(chǎng)到企業(yè)層面的縱向數(shù)據(jù)集成成為可能。

Morisk博士強(qiáng)調(diào)，在部署數(shù)字化企業(yè)時(shí)，首先要做的是建設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)要能夠覆蓋全公司，貫穿產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃和制造等所有環(huán)節(jié)。這也是為什么西門子一直強(qiáng)調(diào)Teamcenter平臺(tái)的重要性。“以汽車制造為例，在CAD系統(tǒng)中完成對(duì)汽車的設(shè)計(jì)后，我們要對(duì)這輛汽車做很多的模擬和仿真，在這個(gè)過程中，會(huì)進(jìn)行一系列的修改和調(diào)整，但每一個(gè)環(huán)節(jié)的改動(dòng)可能都會(huì)需要其它環(huán)節(jié)做出相應(yīng)改動(dòng)。比如通風(fēng)系統(tǒng)的一個(gè)變更，可能就會(huì)要求電力系統(tǒng)做相應(yīng)的調(diào)整和改變。所以，我們必須要實(shí)現(xiàn)各個(gè)組件之間的交叉聯(lián)動(dòng)，這就體現(xiàn)了Teamcenter平臺(tái)的價(jià)值”，Morisk博士說道。

數(shù)字化并不神秘

在Morisk博士的眼中，無論是數(shù)字化雙胞胎還是數(shù)字化企業(yè)，都并沒有那么神秘。因?yàn)橐呀?jīng)有一些企業(yè)早在幾年前就開始了數(shù)字化轉(zhuǎn)型，并在今天有所受益。Morisk博士分享了瑪莎拉蒂的實(shí)際案例。瑪莎拉蒂生產(chǎn)廠配備的西門子技術(shù)，完美契合從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到服務(wù)的需求，使產(chǎn)品上市時(shí)間從原來的30個(gè)月縮短為現(xiàn)在的16個(gè)月，開發(fā)時(shí)間縮短了30%，汽車產(chǎn)量增加了3倍，而質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)保持不變。其高度柔性化的系統(tǒng)可靈活應(yīng)對(duì)基布利（Ghibli）跑車27個(gè)版本、13種顏色、205個(gè)配置選項(xiàng)、共7萬(wàn)種組合方式的生產(chǎn)。

在中國(guó)也不乏這樣的案例。以濟(jì)南二機(jī)床為例。2010年起，濟(jì)南二機(jī)床開始使用西門子PLM軟件，由此邁出了數(shù)字制造的堅(jiān)實(shí)一步。相比濟(jì)南二機(jī)床原先的二維設(shè)計(jì)軟件，西門子專門針對(duì)機(jī)械行業(yè)開發(fā)的三維設(shè)計(jì)軟件Solid Edge更直觀、實(shí)用，設(shè)計(jì)效率也更高。而Teamcenter軟件則用于產(chǎn)品生命周期的數(shù)據(jù)流管理。為保證沖壓線高效安全，測(cè)試環(huán)節(jié)必不可少。過去，沖壓線的調(diào)試是“真槍實(shí)彈”的實(shí)景操練。一個(gè)微小的誤差就可能導(dǎo)致設(shè)備損壞。現(xiàn)在，西門子沖壓線仿真軟件（PLS）搭建了一個(gè)“虛擬實(shí)驗(yàn)室”，能幫助優(yōu)化沖壓的節(jié)奏和送料設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡，提高整線效率。

Mrosik博士談道：“這次我來到中國(guó)，與很多中國(guó)用戶交流，深刻地感受到我們今天所強(qiáng)調(diào)的追求數(shù)字化并不是“趕時(shí)髦兒”，而是用戶真實(shí)存在的需求。例如，很多中國(guó)企業(yè)對(duì)于“走出去”有著迫切的需求，如果想要保持在全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，數(shù)字化毫無疑問是必需的。他們希望借助西門子的解決方案，來實(shí)現(xiàn)自身企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。所以，數(shù)字化是企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在需求，這也讓我看到了中國(guó)市場(chǎng)的巨大潛力。”

那么，數(shù)字化是不是只屬于那些規(guī)模大資金雄厚的企業(yè)？Mrosik博士給出的答案是否定的。他強(qiáng)調(diào)：“數(shù)字化轉(zhuǎn)型并不是大企業(yè)的專利。無論規(guī)模大小，任何一家企業(yè)如果想要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，都需要進(jìn)行數(shù)字化的改造。而西門子根據(jù)企業(yè)所處的不同階段，總有相適應(yīng)的解決方案及應(yīng)用支持。實(shí)現(xiàn)數(shù)字化企業(yè)并不是一蹴而就的事情，現(xiàn)在是企業(yè)邁向數(shù)字化的最佳時(shí)機(jī)，西門子愿攜手中國(guó)用戶，共同擁抱數(shù)字化企業(yè)時(shí)代。”

摘自《自動(dòng)化博覽》2016年7月刊