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如何挖掘数据隐藏价值,构建工业物联网生态?

发布于 2017/06/12-15:30 标签: / /

这是地铁里最常见不过的一幕:人人都是低头族。不知从什么时候开始,诸如手机这样的数字化终端已经彻底改变了我们的生活,改变了我们的交流方式,改变了我们的衣食住行:我们在淘宝上买衣服,用滴滴叫车,用携程订酒店,骑共享单车等等……

数字化改变一切

数字化从根本上改变了这个世界运转的方式,改变了一个企业/组织运营与创造价值的方式。可以说,数字化改变了一切。关于数字化,相信每个人都有自己的体会。但西门子作为一个制造业从业者,对数字化有自己独到的观察。

第一.从硬件到软件

西门子从传统上来说是一家电气和自动化设备公司,绝大多数时间里,我们给公众的形象就像我们生产的设备那样,是“冷硬”的。但是在我们的从业环境中,大家却深切的感受到软件改变业务模式的案例越来越多,软件及软件相关事物的比重也越来越大,软件开始逐渐嵌入到工厂的生产和运维之中。最终,我们需要依靠软件来解决新的问题,应对新的挑战,产生新的价值。

这种新的认识和西门子本身的业态是高度吻合的,大家最近应该也在各种各样的报道中看到了,西门子现在已经是欧洲第二、全球前十的软件公司了,这颠覆了我们过去多年对西门子的认知。

第二.用户参与设计

今天的中国,依然停留在以大规模、低成本的方式生产大批量产品的阶段,但以这种方式组织生产的时候,我们其实并不知道我的产品会精准的卖到哪些用户手上。可随着“工业4.0”和“中国制造2025”等概念引领的数字化浪潮席卷而来,面对市场,制造业企业必须更进一步,做到个性化生产甚至个性化设计。

产品将不再局限于功能性和实用性,还需彰显个人性格;消费者购买的也不仅是产品本身,还有定制过程的“参与感”。大到汽车等大宗商品的颜色和配置,小到女士香水的气味和包装,用户参与设计和生产将会彻底改变我们整个组织生产的模式——制造商必须以规模化成本快速、灵活的生产出定制化产品。

第三.新技术促生了新的商业模式

现在,中国最大的出租车业务公司里面并没有一辆出租车,之所以能这样,是因为移动终端的出现。再比如,我们在日常生活中通过手机中的APP Store(应用商店)去搜索各种各样的应用软件,工业领域也将很快迎来这么一天——打开工业应用商店,里面有监视、分析能耗的APP,也有分析整条生产线的APP、或是监控某台设备位置和状况的APP等等……这将是对传统工业领域商业模式的彻底颠覆。

以上这些就是我们在制造业领域观察到的几个新趋势,这些趋势给供给侧带来了全新的挑战,而西门子,则正在努力思考应该做一些什么样的转变才能帮助客户,尤其是机械设备制造商(OEM)响应这种趋势,应对这些挑战。

西门子的客户主要分为两类,一类叫最终用户,他们会直接使用西门子制造的设备或是集成了西门子设备的产线进行生产;另一类叫机械设备制造商(OEM),他们则自己生产制造装备。原来,OEM更多的是通过交付设备换取收益,但是现在,将转变为确保交付设备的生产能力来换取收益。这就意味着你不但要把设备卖出去,还要保证设备的绩效,即保证设备工作多少时间不停车。

MindSphere,将数据转化为价值

在这样的背景之下,西门子推出了基于云的开放式物联网操作系统MindSphere——依托西门子在自动化、电气化领域的优势,MindSphere能够帮助不同行业的企业快速高效地收集和分析工厂里产生的大量数据,从而为企业的运营和优化提供支持。


MindSphere的工作模式如下图中左边这个圆环所示,分为几个大的步骤: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,这是典型的工业云平台的工作路径。通过这种工作路径希望为客户带来几个价值,如右边的环所示: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。

西门子MindSphere将自己定义为操作系统,是因为它向下要为连接各类设备提供统一的接口,实现不同设备之间的互联互通;向上为各种各样的应用软件提供良好的开发、运营环境。

以下图中西门子自有产品为例,包括SIMATIC PLC产品,SINUMERIK的数控产品,SINAMICS的驱动产品,SCANLANCE的工业交换机产品以及PCS-7过程控制系统在内,再加上大量第三方的产品构成了工业现场自动化、电气化的基石。MindSphere通过即插即用的数据采集网关,以安全的方式从这些工业现场设备里实时获取数据,并且把数据安全的传送到云端。

这张图里中间的锁象征安全,MindSphere将以最高标准保证信息安全:一方面在数据传输过程中严格遵守高标准的安全传输协议HTTPS,另一方面西门子及其云基础设施合作伙伴以最高标准建设云数据中心以存储数据,确保端到端的数据安全。

讲了这么多,大家可能要问了,你说的那么好听,有没有真刀真枪的“实施措施”呢?

有,当然有。对于任何企业来说,实施数字化战略的第一步都是采集数据,不谈数据采集的数字化是空中楼阁, 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的把工业现场的设备连接到平台上。

通过西门子MindConnectNano,只需插上一根电源线,两根网线,组态只用半个小时,然后既可以运行服务了

步骤1.连接:获取MindSphere用户帐户,将连接终端集成到设备中;

步骤2.配置:通过Asset Configuration在MindSphere 中配置数据采集与连接。

运行服务:通过MindSphere中的Fleet Manager来检测设备的健康状态,并进一步利用Visual Analyzer查看详情。

然后,用户还可以基于MindSphere上已有的基础APP,逐渐迭代开发自己的APP。这个开发的过程可以形象的比喻为搭积木:西门子在上面已经开发的基础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。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,要不一个搞机械的,你非得跟他说要怎么编程,不就一下子把人拒之门外了吗?

开放的生态系统

我们看看我们的手机,它如此吸引我们的原因除了有打电话这些基础功能之外,更重要的是提供了丰富的应用,在工业领域也一样,工业应用商店里那些形形色色的应用由谁来提供?

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、特的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。

目前来说,围绕MindSphere平台,整个工业领域中的设备制造商和最终用户、数据采集开发者、系统集成商、应用开发者、渠道合作伙伴都是这条生态价值链上不可或缺的一部分。

首先是机械设备制造商OEM,他们在现实中面临着设备停机、能耗高、生产效率受限等种种问题,迫切需要进行数字化的洗礼。他们既是产生价值的一块重要拼图,也是推动数字化变革的主力军。

最终用户的价值则体现在其对生产场景的了解上,就拿一台电机来说,即使是西门子柏林厂最资深的老专家,也不敢拍着胸脯说通过MindSphere上的全部运行数据就能看出这台电机的精确健康状况,为什么?因为即使是同一台设备,由于工况差异,其劣变程度也会有所不同,只有深耕于垂直市场的最终用户才会对具体应用场景里的规律有自己最精专的洞见。

解决OEM和最终用户痛点的第一步是数据采集,虽然西门子有数量庞大的自有设备,但仍然需要数据采集开发者(connectivity developer)帮助他们从第三方的海量设备中采集数据。

数据量是够了,然而通过Nanobox采集到的数据类型还比较单一,多样性也有所欠缺,为了深刻理解工业现场的生产组织和运营规律,就需要系统集成商把不同专业系统之间的数据进行集成,比如把企业资源计划(ERP)、制造执系统(MES)等专业系统的数据汇集到云端,增加数据类型,以便进行深入的数据分析。

好了,现在专精的数据和知识已经有了,但你必须用某种手段把这些知识变成一个易于使用的工具,这时就需要应用软件开发者(App Developer)出场了。应用软件开发者针对具体场景中的具体问题,通过对数据的深入分析,把知识转变成高度可视化的环境,以软件应用的形式呈现给用户。

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。

现在,市场有许多和西门子相似的物联网操作系统,有互联网公司跨界的,也有传统工业企业转型的,但是西门子有一些独到的优势。

第一.从底层往上层:同样在做数字化,西门子的特点就是从底往上做,即从设备层开始,扎扎实实,一步一个脚印。从工厂里的可编程逻辑控制器(PLC),车辆上的传感器到燃气轮机、楼宇以及医疗设备,西门子在自动化、电气化领域拥有非常广谱的产品线,这是特别大的价值所在。

第二.对垂直市场的理解:如果客户是典型的OEM,那就意味着不能给他们提供太多偏向IT、偏向自动化的数据类型,而是需要依托对机械设备和自动化结合应用的理解,把原始数据封装成齿轮、轴承这样OEM非常熟悉、能够灵活运用并且可以进行高效分析的数据模块。西门子对各个垂直市场有深刻的理解,故而能为客户提供透明易用的可视化分析环境,助力客户将数据转化为高价值的物联网分析模型。也许西门子不能完全掌握所有知识,但是至少我们知道有谁掌握这些知识,从而把这个拼图给拼完整。

第三.独树一帜的开放性:一方面,数据采集端的应用程序编程接口(API)赋予了MindSphere在数据采集端极其广泛的兼容性,使得它不仅支持西门子设备,还支持海量的第三方设备。另一方面,MindSphere提供了友好的开发环境,同样开放了面向广大应用开发者的应用程序编程接口(API),广大的应用开发者都可以在MindSphere上开发App。

最后,再为大家分享一个案例。

来自德国的高端磨床机械制造商Gehring正在利用MindSphere为其客户提供全新的主动式服务。原来,研磨机械里的刀具一旦磨损到一定程度,工件的加工质量就会不合格,甚至不得不停产去更换备件。要是备件库里恰好没有存货,还得临时去订购或调货,严重影响生产效率。但现在,Gehring只需要把研磨机床上刀具等部件的关键指标采录到MindSphere上,通过Visual Analyzer进行分析和评估,就能看到刀具的残余寿命,做到在刀具磨损之前主动上门帮客户更换备件,减少备件,从而间接为客户创造价值。这是前所未有的新的业务模式,能够改变客户的现金流、改变他的收益模式。

虽然前面都在讲工业,但是西门子这家老牌工业巨头并没有将MindSphere局限于工业领域,而是将目光扩展到了整个物联网。随着其业务模式在企业内部得到越来越多的认同和支持,MindSphere已经上升成为整个西门子企业的物联网平台,除了工业以外的其它业务也在努力作为数字化的一部分,往MindSphere平台上迁移。在未来,如果你看到了MindSphere交通云、楼宇云、乃至城市基础设施云,都不奇怪……

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