任何數(shù)字服務(wù)都必須倚賴一個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)平臺(tái)。平臺(tái)的搭建是企業(yè)走向“工業(yè)4.0”的基礎(chǔ)和核心競爭力，也是中國企業(yè)尋求突破的當(dāng)務(wù)之急。

三年前，德國政府在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上首次提出的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，不僅迅速成為該國的一張新標(biāo)簽，而且在世界各地激發(fā)了廣泛的探討和實(shí)踐熱情。美國不甘人后，以通用電氣（GE）為代表的企業(yè)開始在全球推廣“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”。正在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的中國，亦從頂層設(shè)計(jì)層面推出“中國制造2025”。一場針對工業(yè)數(shù)字化、自動(dòng)化和智能化的“戰(zhàn)爭”開始打響。

“工業(yè)4.0”被解讀為繼蒸汽技術(shù)、電力技術(shù)、信息技術(shù)革命后的第四次工業(yè)革命。它描繪的是這樣一幅“藍(lán)圖”：在未來工廠中，人類、工件和生產(chǎn)設(shè)備將彼此通信，生產(chǎn)線將實(shí)現(xiàn)全面網(wǎng)絡(luò)化并自主控制生產(chǎn)過程，不僅顯著縮短研發(fā)周期、提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、減少資源使用，使經(jīng)濟(jì)效益最大化，更核心的是從大規(guī)模批量生產(chǎn)，轉(zhuǎn)向?qū)€(gè)性化需求的滿足。

比照上述標(biāo)準(zhǔn)，工信部賽迪研究院裝備工業(yè)研究所所長左世全認(rèn)為，全球在“工業(yè)4.0”領(lǐng)域最具代表性的企業(yè)是西門子（SIEMENS）和GE。左世全是工信部“制造強(qiáng)國戰(zhàn)略”研究項(xiàng)目參與者之一，而該項(xiàng)目正是《中國制造2025》的前身。

不過，“盡管GE從物聯(lián)網(wǎng)角度切入，主攻智能服務(wù)，符合廣義的‘智能制造’概念，但西門子更偏重工廠生產(chǎn)方式的變革，抓住了‘工業(yè)4.0’的核心。”5月3日，左世全在接受界面新聞?dòng)浾卟稍L時(shí)稱，目前在控制系統(tǒng)和工廠生產(chǎn)解決方案上更占優(yōu)勢的西門子，更接近“工業(yè)4.0”的要求。

作為“德國制造”的代名詞，西門子得益于德國政府的主推，在智能制造領(lǐng)域先試先行。這家擁有近170年歷史的工業(yè)企業(yè)，正在進(jìn)行“由硬到軟”的轉(zhuǎn)變。

不同于以往單純依靠電氣工程技術(shù)，西門子已將信息技術(shù)作為業(yè)務(wù)主驅(qū)動(dòng)。其瞄準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，集成了目前全球先進(jìn)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，以及生產(chǎn)過程軟件套件和各類硬件。如西門子產(chǎn)品生命周期管理（PLM）軟件、工業(yè)設(shè)計(jì)軟件（Comos）、全集成自動(dòng)化工程軟件（TIA）、過程控制系統(tǒng)SIMATIC PCS 7和仿真軟件Simit等等。

盡管西門子曾表示，其將在2030年才能真正步入“工業(yè)4.0”，但對于仍在摸索初期的中國企業(yè)，依然值得借鑒。

自己生產(chǎn)自己

在德國巴伐利亞州東部小城紐倫堡，有一座外形毫不起眼的電子制造工廠，卻被稱為歐洲乃至全球最先進(jìn)的工廠之一。

成立于1989年的安貝格電子制造工廠（德文縮寫：EWA），是西門子旗下最重要的Simatic可編程邏輯控制器（PLC）及相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)基地。目前，其生產(chǎn)的產(chǎn)品型號超過1000種。這些產(chǎn)品用于控制機(jī)械設(shè)備和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化，可節(jié)省時(shí)間和資金，并提高產(chǎn)品合格率。

依賴于自動(dòng)化系統(tǒng)生產(chǎn)效率提升，自投產(chǎn)至今，安貝格在工廠生產(chǎn)面積始終保持約一萬平方米、員工數(shù)量保持約1200名不變的情況下，產(chǎn)能提升了八倍。在三班制生產(chǎn)中，安貝格每年生產(chǎn)約1500萬件Simatic產(chǎn)品。按每年生產(chǎn)230天計(jì)算，平均每秒就能生產(chǎn)出一臺(tái)控制設(shè)備。

產(chǎn)品合格率亦大幅提高。相比于該工廠成立最初的每百萬次電子產(chǎn)品加工過程出錯(cuò)500次，現(xiàn)在出錯(cuò)率只有12次。

“安貝格是自己生產(chǎn)自己?！痹摴S產(chǎn)品工程師ChristophRaum介紹稱，Simatic設(shè)備不僅在安貝格工廠被大量生產(chǎn)，而且遍布自身生產(chǎn)線，控制Simatic產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，從而實(shí)現(xiàn)自身生產(chǎn)的高度自動(dòng)化。

在安貝格工廠內(nèi)部，所有生產(chǎn)線和員工辦公區(qū)域有機(jī)分布其中。尚處于生產(chǎn)過程中的設(shè)備工件，在錯(cuò)綜復(fù)雜的自動(dòng)化傳輸線上有序流轉(zhuǎn)，它們像“自然人”一樣，明確知道自己的目的地。在每一個(gè)分岔路口，工件會(huì)暫停1-2秒，然后選擇正確的去向。

Christoph解釋稱，生產(chǎn)線上的所有工件都已在虛擬環(huán)境中進(jìn)行規(guī)劃，有自己的“名稱”和“地址”，具備各自的身份信息，因此“知道”什么時(shí)候、哪條生產(chǎn)線或哪個(gè)工藝過程需要它們。工件在運(yùn)輸線分岔路口暫停，是在識(shí)別去向信息。

到達(dá)加工中心后，工件被識(shí)別出來，生產(chǎn)設(shè)備實(shí)時(shí)調(diào)用所需要的全部加工信息，并自動(dòng)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)。加工過程中，產(chǎn)品的所有相關(guān)數(shù)據(jù)，都儲(chǔ)存在自己的“數(shù)字化產(chǎn)品記憶庫”中，以便精確追蹤生產(chǎn)的每個(gè)步驟。加工完成后，通過光學(xué)設(shè)備或其它測量設(shè)備對工件自動(dòng)進(jìn)行檢測，在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)并剔除不合格的產(chǎn)品。

如果機(jī)器設(shè)備需要補(bǔ)給或者維護(hù)保養(yǎng)，則在缺料或故障產(chǎn)生之前發(fā)出請求。系統(tǒng)會(huì)記錄所使用的資源數(shù)量，并對庫存及時(shí)更新。

在安貝格工廠的整個(gè)生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)設(shè)備和計(jì)算機(jī)自主處理了75%的流程工作，剩余工作則由人工完成。例如在生產(chǎn)過程之初，員工需要用手工將印刷電路板安裝在生產(chǎn)線上。

界面新聞?dòng)浾咦⒁獾?，在生產(chǎn)線中，亦有一些來自美國自動(dòng)化生產(chǎn)商Adept的工業(yè)機(jī)器人手臂在一個(gè)個(gè)小型透明玻璃工作間中，為生產(chǎn)線上流動(dòng)的工件裝載元器件。

盡管如此，安貝格工廠依然強(qiáng)調(diào)人工的重要性。“即便在高度自動(dòng)化的生產(chǎn)環(huán)境中，人類的創(chuàng)造力、經(jīng)驗(yàn)，以及評估判斷實(shí)際狀況的能力暫時(shí)還不能被機(jī)器人替代?！盋hristoph告訴界面新聞?dòng)浾撸鲇诂F(xiàn)有機(jī)器人的發(fā)展水平，以及綜合成本考慮，安貝格暫時(shí)無法引進(jìn)更多機(jī)器人作業(yè)。

輸出“工廠數(shù)字化”

除了建造自己的數(shù)字化工廠，西門子還有意為朝著“數(shù)字化”方向轉(zhuǎn)型的傳統(tǒng)企業(yè)輸出全套解決方案，從而使自身成為全球數(shù)字化企業(yè)的總攬平臺(tái)。

德國啤酒享譽(yù)全球，可追溯至中世紀(jì)的傳統(tǒng)釀酒行業(yè)成為西門子自動(dòng)化解決方案瞄準(zhǔn)的首選市場。

在德國巴伐利亞州首府慕尼黑，有一座600余年歷史的老牌啤酒廠Spaten Brewery（涌泉啤酒廠），去年啤酒的產(chǎn)量為2.5億升。在德國激烈的啤酒行業(yè)競爭中，其市場份額穩(wěn)居前十。

啤酒的釀造過程包括原料制備、糖化、發(fā)酵、過濾、灌裝、口味測試等復(fù)雜過程。幾個(gè)世紀(jì)以來，人們想要暢飲高品質(zhì)啤酒，只能倚賴釀酒大師對啤酒花、麥芽、酵母和水的精準(zhǔn)掌控。人為因素的不確定性，并不能保證同一個(gè)品牌的啤酒始終具備同一種口感。

“這個(gè)行業(yè)需要全自動(dòng)化工藝，在糖化和發(fā)酵過程中精準(zhǔn)控制溫度、壓力、時(shí)間、濃度、電導(dǎo)率和稱重等可比參數(shù)。”涌泉啤酒廠的員工Andreas Huber告訴界面新聞?dòng)浾?，這不僅能降低成本，增加產(chǎn)量，而且將人為出錯(cuò)的可能性降至最低，確保品質(zhì)的穩(wěn)定性。

涌泉啤酒廠采用的是西門子提供的BRAUMAT過程控制系統(tǒng)。這是西門子面向食品飲料等過程行業(yè)開發(fā)的全集成控制系統(tǒng)，具有批次管理和配方管理功能。

西門子工業(yè)自動(dòng)化集團(tuán)自動(dòng)化系統(tǒng)部食品飲料行業(yè)管理及業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理Werner Hasenschwanz介紹稱，利用BRAUMAT的批次報(bào)表功能和操作記錄系統(tǒng)，所有相關(guān)工序的數(shù)據(jù)都能全部記錄和歸檔。“一瓶啤酒口味上的偏差，最終都可能追溯到一批麥芽或啤酒花的質(zhì)量問題，或是某一生產(chǎn)班次操作故障，為食品安全提供保障。”

為了實(shí)現(xiàn)預(yù)期中的控制和監(jiān)測功能，啤酒廠首先在釀酒產(chǎn)線的各個(gè)環(huán)節(jié)，安裝西門子Simatic控制器。大量的Simatic控制器實(shí)時(shí)接收、記錄、計(jì)算生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并將其傳送至監(jiān)控面板。

這套自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)作后，涌泉啤酒廠所需人力大幅減少。每道工序只有1-2名操作員坐在屏幕前監(jiān)控生產(chǎn)線上傳送出來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差后，操作員立即進(jìn)行干預(yù)處理。

對于不同的產(chǎn)品需求，BRAUMAT系統(tǒng)在配方/訂單管理系統(tǒng)中，通過靈活、直觀的圖形化配方編輯，和基于批次的訂單管理予以實(shí)現(xiàn)。工藝工程師可以修改工藝參數(shù)，定制生產(chǎn)流程，調(diào)試生產(chǎn)全新的產(chǎn)品，從而滿足個(gè)性化需求，而這正是“工業(yè)4.0”的核心目標(biāo)之一。

這套系統(tǒng)已進(jìn)入中國市場。百威英博（ABInBev）武漢工廠引入BRAUMAT系統(tǒng)后，年產(chǎn)能從40萬噸大幅提高至80萬噸，在百威英博全球200多家工廠評比中，生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、物流效率等綜合指標(biāo)排名第一。

在今年4月底舉辦的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，西門子重點(diǎn)展示了“數(shù)字化企業(yè)”軟件套件的解決方案。這些方案對企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)字化，從設(shè)計(jì)、工程，到測試和生產(chǎn)，均通過數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)（包含NX、PLM、MES等軟件套件）實(shí)施高效管理。

西門子的技術(shù)員劉鍇對界面新聞?dòng)浾叻Q，企業(yè)在研發(fā)新品時(shí)，需要在生產(chǎn)大量樣品的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。但通過數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)，則無需生產(chǎn)樣品，可節(jié)省大筆資金，且能夠?qū)崿F(xiàn)更快的產(chǎn)品上市速度、定制化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提升生產(chǎn)效率。

MindSphere（西門子工業(yè)云）是西門子最近推出的數(shù)字化企業(yè)軟件套件新品。這是一個(gè)工業(yè)數(shù)據(jù)開放平臺(tái)，機(jī)械設(shè)備制造商及工廠建造者，可以通過一款名為“MindConnect Nano”的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，將關(guān)鍵設(shè)備乃至整個(gè)工廠的數(shù)據(jù)連接至MindSphere，從而監(jiān)測其設(shè)備機(jī)群，以便在全球范圍內(nèi)有效提供服務(wù)，縮短設(shè)備停工時(shí)間，并據(jù)此開拓新的商業(yè)模式。目前該平臺(tái)已完成內(nèi)測，進(jìn)入公測階段。

“工業(yè)云”在行業(yè)內(nèi)并不新鮮，美國GE、PTC、IBM、惠普，德國SAP，以及中國華為等公司均已推出類似概念的產(chǎn)品。業(yè)內(nèi)更為關(guān)注的是，大量企業(yè)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)傳至云端后，如何保證其不被黑客攻擊盜??？

西門子數(shù)字化工廠集團(tuán)首席技術(shù)官Bernhard Quendt在回答包括界面新聞在內(nèi)的媒體團(tuán)提問時(shí)稱，“解決方案永遠(yuǎn)不會(huì)把生產(chǎn)數(shù)據(jù)泄露出去，西門子會(huì)采取措施確保客戶始終與它希望連接的對象保持連接。”

Bernhard稱，“西門子將根據(jù)實(shí)際需要連接設(shè)備，而不是盲目連接所有設(shè)備。但也可以幫助客戶通過合適的方法來確定他們希望開放的內(nèi)容。”

不過，西門子亦承認(rèn)，“沒有任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠做到絕對安全”，僅能盡最大可能降低網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)。

平臺(tái)為王

任何數(shù)字服務(wù)都必須倚賴一個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)平臺(tái)。平臺(tái)的搭建，成為企業(yè)走向“工業(yè)4.0”的基礎(chǔ)，也是核心競爭力。

西門子將其所有的遠(yuǎn)程分析和維護(hù)服務(wù)融合在一個(gè)名為Sinalytics的平臺(tái)上。該平臺(tái)聚集了數(shù)據(jù)集成與分析、聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)安全所需的所有技術(shù)組件。Sinalytics被連接安裝在世界各地的西門子系統(tǒng)中，并對其進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和服務(wù)，通過設(shè)定的數(shù)據(jù)分析方法，預(yù)測和預(yù)防設(shè)備故障，從而縮短維護(hù)間隔。

西門子中央研究院知識(shí)模塊化業(yè)務(wù)主管Michael Skubacz稱，目前西門子在交通燈控制裝置、機(jī)車、計(jì)算機(jī)斷層掃描儀（CT）、燃?xì)廨啓C(jī)、風(fēng)機(jī)等幾乎所有業(yè)務(wù)領(lǐng)域，擁有超過30萬臺(tái)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

西班牙鐵路公司Renfe，負(fù)責(zé)在馬德里和巴塞羅那，以及馬德里和馬拉加之間26輛西門子Velaro E高速列車的運(yùn)行。該公司通過Sinalytics進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)，列車準(zhǔn)點(diǎn)率提升至99.9%。該準(zhǔn)點(diǎn)率使得Renfe為客戶提供了頗為獨(dú)特的“晚點(diǎn)退票政策”，即如果列車晚點(diǎn)15分鐘以上，乘客可獲得全額退票。

作為美國“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”主導(dǎo)企業(yè)，GE的數(shù)據(jù)監(jiān)測分析過程則是通過一個(gè)名為Predix的軟件操作平臺(tái)進(jìn)行。

GE企業(yè)對外傳播總監(jiān)華春牧向界面新聞?dòng)浾弑硎?，Predix由GE與英特爾、思科、華為等多家企業(yè)聯(lián)合開發(fā)，耗資十幾億美元。該平臺(tái)負(fù)責(zé)將各種工業(yè)資產(chǎn)設(shè)備和供應(yīng)商相互連接并接入云端，從而為其提供資產(chǎn)性能管理和運(yùn)營優(yōu)化服務(wù)。

例如在油氣領(lǐng)域，長距離的管道運(yùn)輸存在安全隱患，油氣運(yùn)營商只能通過人員定期檢修線路的方式排除。會(huì)出現(xiàn)工作疏漏，動(dòng)輒上千上萬公里的管道，要耗費(fèi)的人力物力也不小。

GE的辦法是，在油氣管道中置入大量傳感器，并讓其隨油氣一起流動(dòng)，從而能夠感知管道內(nèi)的流速、壓強(qiáng)、溫度等各項(xiàng)安全指標(biāo)，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到終端；接著，GE通過其自主研發(fā)的Predictivity軟件，建立模型，然后對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如果數(shù)據(jù)超標(biāo)，則立即發(fā)出預(yù)警。而該軟件正是在Predix平臺(tái)上運(yùn)行。

華春牧告訴界面新聞?dòng)浾撸琍redix平臺(tái)自2014年開放，起初僅針對AT&T、軟銀等部分企業(yè)，自去年起，已面向所有企業(yè)開放，“各行各業(yè)的企業(yè)都可以通過Predix創(chuàng)建和開發(fā)自己的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。”他說。

“中國要大力發(fā)展智能制造，目標(biāo)是明確的，但當(dāng)務(wù)之急是要把技術(shù)平臺(tái)搭建起來?！弊笫廊珜缑嫘侣?dòng)浾叻Q，中國缺少像西門子、GE這樣可以擔(dān)當(dāng)牽頭重任的大企業(yè)，但政府可以主導(dǎo)現(xiàn)有的軟硬件提供商和系統(tǒng)集成商形成聯(lián)盟，共同建設(shè)自主研發(fā)的技術(shù)系統(tǒng)，并攻克標(biāo)準(zhǔn)化和應(yīng)用問題。

此次漢諾威博覽會(huì)，吸引了數(shù)百家中國企業(yè)漂洋過海前來布展。除了華為和富士康等少數(shù)幾家知名大企業(yè)外，絕大部分中國參展企業(yè)的展位僅為幾平方米的格子間，多數(shù)只有一兩位工作人員閑坐其中，等待詢訪。大多門庭冷清，與占地3500平方米、美國總統(tǒng)奧巴馬和德國總理默克爾站臺(tái)的西門子展區(qū)，形成強(qiáng)烈對比。

左世全認(rèn)為，雖然“中國制造2025”與“工業(yè)4.0”并非同一個(gè)概念，但對實(shí)現(xiàn)智能制造的指向性是相同的。中國企業(yè)與國際大企業(yè)有較大差距，既有企業(yè)自身原因，也有國有體制對某些超大型工業(yè)企業(yè)的束縛因素，但更關(guān)鍵的是政府在行業(yè)發(fā)展的頂層規(guī)劃和執(zhí)行層面尚有較大的可為空間。

“企業(yè)有心乏力，需要政府引導(dǎo)推動(dòng)?！弊笫廊Q，在工業(yè)4.0領(lǐng)域，美國模式是企業(yè)主導(dǎo)的商業(yè)力量驅(qū)動(dòng)，德國模式是政府主導(dǎo)的框架執(zhí)行驅(qū)動(dòng)，鑒于自身實(shí)際情況，中國更應(yīng)效仿德國模式，在信息物理系統(tǒng)（CPS）、標(biāo)準(zhǔn)化、信息安全，以及傳感、控制和可視化信息數(shù)字平臺(tái)等關(guān)鍵共性技術(shù)方面取得突破。