数字化双胞胎，落地未来制造愿景
当我们应邀走入数字化体验中心，首先进入的是一个影院式的空间，通过5分钟影像形式向来宾介绍着西门子数字化制造技术的进展与成果展示。随着一层黑幕的拉开，纯白色背景的数字化体验中心映入眼帘：数字化双胞胎印章生产线正在有条不紊的运行，只有两个工程师做订单的建模处理；另外通过图文及静态产品展示着过程工业数字化企业演示平台、数字化制造要素、数字化制造场景演示、数控机床虚拟调试、车间资源管理等多种数字化制造成果，让我们深切感受到在数字化制造推进发展的路上，西门子凭借着全面的智能化设备基础，与深厚的软件技术开发能力，为争锋未来制造市场做足了准备，数字化制造已经从理念走向落地实践，并正在真实的走进当下的制造业转型升级。
对于“数字化双胞胎”印章生产线，我们并不陌生：让参观者随便通过订制化参数设置订单，通过电脑建模的方式，通过仿真软件进行生产线的设计与优化，最后进行最佳生产路径规划，开始按产品设计进行自动的车、铣等一系列机械加工程序，并进入组装、包装与闭环质量管理检测，实现数据追溯，同时可以显示真实的KPI评价。从下单到拿到订制的那一枚印章，全程只需要15分钟！看着那来自十多个不同创意需求的印章生产有序地运行在每一个工位上，它们全都保证在每一个15分钟之内交付。而传统生产需要电脑设计人员、八级车工、包装配送等环节，在这里只需要两个电脑下单转化操作人员。
“这条数字化生产线包括水平集成、工程集成以及垂直集成，从而实现了从设计、研发到制造的环节的整个数据流的打通和协同，轻松实现在同一条生产线上，同时生产不同的产品订单，甚至产品的运转节拍都不一样的更高阶的混线生产。”西门子中国研究院数字化企业解决方案研发中心总监戴霁明在讲解中表示：“这才是真正的数字化生产”。
今天，在可运转生产，可亲身体验的数字化体验中心落成之际，西门子已经在用实际案例展示自己的“数字化”蓝图，经过多年的技术沉淀与融合，西门子所展示的“数字化企业”图景的核心在哪里？“我想强调一个关键词，就叫‘数字化双胞胎’。”西门子（中国）有限公司执行副总裁、数字化工厂集团总经理王海滨在媒体发布会上说道：“在一个制造企业里，我们实际上需要建设三个维度的‘数字化双胞胎’。”：
第一个维度是企业所研发的产品本身需要建立它的数字化模型。在计算机的环境里，通过仿真我们能够看到所研发出的产品具有怎样的外形、尺寸、特点等，这将与实物制造应该是一一映射的关系，我们叫做产品的数字化双胞胎。
第二个维度是在企业里面用来生产产品的生产现场、产线，以及在产线上的各种生产设备本身也需要被建立起数字化双胞胎。
第三个维度是企业的业务流程。从企业接到客户的订单开始，触发了面向这个订单的产品设计到面向这个订单的供应商的物料准备、生产流程，以及整个在生产过程中的质量控制流程等，这些业务流程本身也需要建立起“双胞胎”。
这三个“双胞胎”相互之间并不是完全孤立的，它们紧密有机地结合，正如西门子所倡导的数字化企业的一张图景展示：在一个共有的数据协同平台Teamcenter上，运行着三个“齿轮”，一个是产品研发的齿轮（PLM）——建立产品数字化双胞胎的过程；中间的齿轮就是业务流程、制造流程双胞胎（MOM），另一个齿轮是制造业现场的双胞胎（TIA）。这三个“齿轮”互相咬合在Teamcenter这个平台上，来完成一个制造业的企业端到端全价值链的数据打通。
“这就是西门子所倡导的数字化企业，或者称之为智能制造蓝图。”海滨总表示：“自‘工业4.0’概念提出以来，不同厂商对这个概念的诠释有很多相通、相同的地方。而西门子的特点在于我们能够利用自己的产品线帮助制造企业来践行数字化工厂，把这种蓝图、愿景变成现实！”
MindSphere云平台，便捷实现大数据价值
在云计算、大数据技术横行当今工业制造的大潮下，西门子“数字化双胞胎”生产线实景体验，仅仅是让数字化停留在设计、规划生产等全生命周期管理层面吗？当然不是。海滨总一语道破：“在我们所描述的数字化企业蓝图面向未来，还有一个即将发生的下一步：从制造业的现场大量且方便地采集数据，然后送到西门子基于云的、开放式物联网操作系统叫MindSphere。MindSphere在云端形成大数据，我们又可以基于在云端的这个大数据平台进行数据挖掘来产生更多的价值。”
1. MindSphere，简单快捷打通数据链
据介绍，基于西门子为确保已交付设备生产能力的保证，应远程数据采集、维护需求而开发的MindSphere，相当于一台电脑上的Windows操作系统，向下通过数据采集端的应用程序编程接口（API），赋予了MindSphere在数据采集端具有极其广泛的兼容性，使得它不仅支持西门子硬件设备，还支持海量的第三方硬件设备的接入，将从供应商采集到的设备实时状态的数据叫做时间序列数据，通过API上传储存在MindSphere并可以去调用这些数据；通过西门子MindConnect Nano,只需插上一根电源线，两根网线，组态只用半个小时，然后即可以实现数据实时上传至云端。其工作模式大致分为以下几个步骤：工业现场的数据采集、安全的数据传输和存储、数据的分析及模拟、数据的分析和最后结果的可视化呈现。
“MindSphere除了可以从西门子自有产品中获取海量数据，还能帮助任何一个新加入MindSphere合作计划的客户或合作伙伴，通过简短的两个步骤快速地把工业现场的设备连接到平台上。”西门子（中国）有限公司数字化工厂集团工厂数字化服务总监李漓表示：“我们希望为客户带来的价值包括：管理设备开机率、优化能源效率、增强工业信息安全、提高工艺效能。”
2. 构建MindSphere生态系统上的乐高效应
既然MindSphere系统平台犹如一台电脑上的Windows系统，那么运行在这套系统上的各种应用软件正如每一个个性化应用的APP。基于MindSphere系统，西门子已经在上面开发出的基础APP就像一块块形态各异的乐高积木，只不过积木块里封装的是和代码相关的IT基础知识。用户可以基于MindSphere上已有的基础APP，逐渐迭代开发自己的APP。通过面向广大应用开发者的应用程序编程接口（API），应用客户都可以在MindSphere上开发App——客户可以直接以搭积木的方式来为自身构建定制化的应用分析模型，避免了枯燥乏味的编程和写算法的过程。
据了解，MindSphere已经在全球发布一周年有余，同时在今年4月份德国汉诺威展览会上，基于MindSphere系统的APP Store已展示了五十多个应用，并且已经形成了一定的生态市场。在MindSphere主题日，我们参观了MindSphere市集——来自广州明珞汽车装备系统集成行业应用APP、源讯信息技术推出以业务为中心的MindSphere敏捷应用程序及现成应用软件、西门子中国研究院推出MindSphere底层设备集成与上层应用开发解决方案等，已经形成一片欣欣向荣的生态圈。
智能手机火热的市场局面来自于丰富的APP应用，而在工业应用商店里那些形形色色的应用由谁来提供？李漓表示：“西门子希望围绕MindSphere构筑一个开放的生态系统。只要你有自己在某个特定领域、特定垂直市场、特定应用场景里的专精知识，我们欢迎你加入MindSphere的生态系统，以协作的方式共同开发应用软件。”
此外，西门子MindSphere专家补充道：“把数据采集到云端上，是手段，不是目的。我们的目的是把数据通过应用软件的形式呈现给客户，让它产生价值。西门子不能囊括所有的能力，但是我们充分认识到各系统集成商及终端用户手上所掌握的行业知识对这个生态是不可或缺的，这也就是为什么我们敢于开放MindSphere与大家携手共建生态。”
在未来的某一天，如果MindSphere的应用商店里已经有成千上万的App，西门子还可以联合渠道合作伙伴共同销售应用软件，届时，西门子不仅提供硬件解决方案，而且用成千上万的软件应用去吸引客户，销售模式将从原来的树型变成一种多维度的网状结构，业务模式将会发生翻天覆地的变化。
可以说当前的MindSphere已经在国外的一些成功案例上创造了价值，而这些经验将会复制到国内生态圈。“在中国区，接下来我们要做的就是站在经验和成功的案例基础之上，依托本土市场去进一步开发适合于本土市场用户需求的，有自己特色的，快速响应市场需求的应用APP。”谈及中国的未来市场开拓计划，李漓坚信：“这个，一定会有。”
最早从德国“工业4.0”概念开始，出现的“企业互联”、“未来工业”等智能制造理念之风，经由那些承载着制造革新使命与希望的企业用科技与时间沉淀，建立起了每一种可以讲逻辑，可以讲前景，可以去触摸，可以去发展的“智能制造”实践。而一直被业界认为承载着德国工业未来的西门子所开发的从数字化制造的“数字化双胞胎”，到挖掘数字化价值的“MindSphere”云系统平台，虽百年寿数，却厚积薄发。在今天遵循着三个关键词：ideation（主意的产生）、realization（实现想法）与utilization（使用）而形成的三个阶段，通过底层的Teamcenter，与上层的云端MindSphere，实现闭环创新发展。海滨总对此总结道：“这对于我们的人类工业生产创造来说，着实是迈上了一个新台阶。今天这个新台阶就在我们面前，这是我们人类社会在工业创造方面需要迈向的下一步。我希望咱们中国工业界在变革中引领潮流！”
