數字化正在推動工業(yè)領域的巨變。更靈活、高效的生產，更短的新產品上市時間和更好的產品質量，數字化正在讓這些制造業(yè)愿景一一成為現實。
西門子，作為“工業(yè)4.0”最初的發(fā)起者和重要的構建者之一，一開始就將數字化企業(yè)作為自己的市場戰(zhàn)略。2019年4月，西門子完成了數字化工廠集團與過程工業(yè)與驅動集團合并成為數字化工業(yè)集團，重點聚焦數字化業(yè)務。
從2014年到2020年，六年的探索與實踐，西門子在數字化企業(yè)的道路上已越來越清晰。從方法論到路線圖，從數字化雙胞胎到全生命周期的數字化，從咨詢到實施，西門子都有了成熟的解決方案和成功的應用案例。
2021年新年伊始，由西門子數字化工業(yè)集團總經理和其各事業(yè)部總經理組成的“數字化天團”史無前例地集體亮相在媒體會上，再一次對數字化企業(yè)做了全面深入的詮釋。
數字化企業(yè)的要義：三個數字化雙胞胎
數字化雙胞胎，即Digital Twin，這是西門子率先在市場上提出并發(fā)揚光大的數字模型概念。在2017年，西門子以“數字化雙胞胎”為核心的數字化企業(yè)解決方案還入選了“世界智能制造十大科技進展”。
在這次媒體會上，西門子（中國）有限公司執(zhí)行副總裁、西門子大中華區(qū)數字化工業(yè)集團總經理王海濱表示，西門子的核心價值主張和技術路線就是通過數字化技術打造三個數字化雙胞胎，即在企業(yè)的研發(fā)環(huán)節(jié)，建立企業(yè)所要生產、制造的產品數字化雙胞胎；企業(yè)在規(guī)劃的產品被研發(fā)出來，準備制造的時候，工藝、制造路線、生產線等制造環(huán)節(jié)的數字化雙胞胎；當產品和產線投入使用時，實際工作性能方面要建立的性能數字化雙胞胎。
王海濱強調，并不是有了這三個數字化雙胞胎就結束了，更重要的一步是三個數字化雙胞胎背后的數據要互聯(lián)互通。在產品或產品線的設計環(huán)節(jié)和運行過程中，會產生大量數據，對于企業(yè)來講，生產力和創(chuàng)新力的重要驅動力是比較設計數據和實際運行數據是否一致、有多大的一致性、如果不一致說明了什么問題，以此來驅動下一個產品的迭代。
在這互聯(lián)互通的背后就需要工業(yè)軟件、底層基礎自動化的數據，并在運行過程中對數據的采集，要用到工業(yè)互聯(lián)網、云以及邊緣計算的技術等。而西門子是當今全球唯一一家能在產品研發(fā)與制造過程以及工廠管理的完整價值鏈上提供三個數字化雙胞胎創(chuàng)建和互聯(lián)互通的企業(yè)。從產品研發(fā)階段的NX三維設計及仿真軟件、Teamcenter產品生命周期管理軟件，到COMOS工廠工程設計軟件、TIA博途全集成自動化平臺，Simatic IT 生成管理軟件，再到PSE工藝過程模擬軟件、Mendix低代碼平臺、MindSphere云平臺等，西門子以近乎完美的產品組合來打造現實與虛擬的融合，將數字化雙胞胎應用到貫穿產品研發(fā)到車間生產的工業(yè)場景和流程中。
三個數字化雙胞胎的實踐：原生數字化工廠
數字化雙胞胎的提出已經有幾年的時間，從最初產品的三維設計仿真，工藝流程的設計仿真，到現在的數字化交付、虛擬調試，都已經有了不少的應用。但如西門子的三個數字化雙胞胎這樣能夠實現互聯(lián)互通的案例并不多見。不過，西門子已經將三個數字化雙胞胎應用到自己的工廠之中。
在這次媒體會議上，西門子數控（南京）有限公司總經理李雷介紹說，以三個數字化雙胞胎為核心的西門子在中國的第一座原生數字化工廠——SNC新工廠即將在2021年5月落成。該工廠從第一天開始就依靠西門子自身的數字化理念和數字化模擬仿真技術，從需求分析到工廠的建設、運營，整個環(huán)節(jié)全是基于數字化雙胞胎實現，而且這些環(huán)節(jié)是相互連接的，通用的數據庫系統(tǒng)把所有的數據調用起來進行模擬、仿真、實踐、調整，在運行過程中還可進行實時監(jiān)控以及最后的反饋、優(yōu)化。
SNC新工廠還通過數字化與精益生產緊密結合，將產品開發(fā)與供應鏈協(xié)同管理。新工廠的產品數字化、生產數字化和性能數字化三個環(huán)節(jié)互相貫通，采用統(tǒng)一的數字化平臺、統(tǒng)一的數據庫、統(tǒng)一的模擬分析方法，如果存在問題可以快速反饋到研發(fā)端，研發(fā)端可以敏捷改進提升。
據李雷介紹，SNC新工廠將實現產能增長近2倍，產品上市時間縮短20%，人員利用率提高20%，空間利用率提升40%。
除SNC新工廠外，西門子早前還發(fā)布了“數字化原生”數控系統(tǒng)Sinumerik One，該系統(tǒng)具有創(chuàng)建相應數字化雙胞胎的多功能軟件，可以幫助機床用戶和機床制造商創(chuàng)建數字化雙胞胎，進行虛擬機床調試。通過數字化雙胞胎，可將新NC 程序的測試運行等非生產性活動遷移至虛擬環(huán)境中完成。
Xcelerator：加速數字化雙胞胎的應用
對于多數的企業(yè)來說，要實現三個數字化雙胞胎是比較困難的，特別是當前并沒有一個貫穿整個數字化線程的軟件平臺。為了能通過降低技術門檻來加速三個數字化雙胞胎的應用，西門子在2019年推出了強大的軟件平臺Xcelerator。
西門子數字化工業(yè)軟件全球高級副總裁兼大中華區(qū)董事總經理梁乃明在會上表示，Xcelerator將西門子軟件產品組合與嵌入式開發(fā)工具和數據庫集成在一起，實現信息技術、運營技術和工程技術環(huán)境的連接，實現產品的設計、制造、系統(tǒng)仿真、實驗，包括生產線的規(guī)劃、設計、制造和優(yōu)化迭代的全部過程，將所有數據與多學科物理運算“綁”在產品的生命周期中，通過云時時刻刻地看到產品性能、效率，真正做到了閉環(huán)式的制造。
梁乃明強調，西門子Xcelerator最大的價值是把產品集成到PLM、Teamcenter、MindSphere、Mendix甚至是EDA環(huán)境中，這就是Xcelerator為什么能夠做到三個數字化雙胞胎的原因。
在2018年，西門子花費約合7億美元收購了低代碼應用開發(fā)平臺Mendix，現在把它作為Xcelerator的一部分，Mendix平臺能夠支持西門子MindSphere并提供應用程序服務。低代碼和無代碼開發(fā)環(huán)境意味著用戶可以更輕松地構建、集成和擴展現有數據和系統(tǒng)，而無需專業(yè)編
流程行業(yè)的智能化同樣離不開數字化雙胞胎
在石油化工等流程行業(yè)，可以說從50多年前采用DCS起就開始了數字化，目前流程行業(yè)的生產基本已經實現了自動化和數字化，那流程行業(yè)還需要用到數字化雙胞胎技術嗎？
西門子（中國）有限公司數字化工業(yè)集團副總裁兼過程自動化事業(yè)部總經理姚峻博士認為，數字化轉型是一個長期的過程，是一個隨著市場環(huán)境、競爭環(huán)境和技術環(huán)境的不斷演變而不斷進行適應性自我變革的過程。所以數字化轉型應該是一個長期的課題，是企業(yè)之前、現在、未來都需要做的事情，最終才能實現智能化。
姚峻明確表示，流程行業(yè)要實現智能化同樣離不開數字化雙胞胎。
在流程行業(yè)講的數字化，更多的是要實現IT與OT的互聯(lián)互通，打造端到端的價值鏈，形成從采購、訂單、排產、倉儲物流到用戶的閉環(huán)信息流，將從設計、工程、生產、運維到服務的所有數據集成到一個平臺，從而實現智能運維。具體如何做到呢？這就需要依靠數字化雙胞胎?；跀底只p胞胎技術，我們已經可以將智能運維中的強化感知、優(yōu)化控制、銳化運營等應用融入到很多應用場景之中。在產品設計過程中實現產品質量預警，在產品生產中實現風險預測、參數優(yōu)化和仿真模擬，以及在性能方面實現預測性維護，如異常預警和智能診斷。
在以前的流程工廠建設過程中，設計院等單位在工藝或者工程設計階段并不一定會使用三維模型，也就是說并沒有生產的數字化雙胞胎。但是西門子的COMOS 一體化工廠工程設計軟件就可以利用工廠的設計圖紙生成COMOS中工藝流程的數字化雙胞胎，從而實現貫穿從工程設計到運營的整個生命周期的一體化工廠管理。
其實，為了加強流程行業(yè)的數字化雙胞胎應用，西門子在2019年重磅并購了高級過程建模（APM）軟件和服務的全球領先供應商Process Systems Enterprise （PSE）。PSE的高級過程模型用于流程行業(yè)中的數字研發(fā)、設計和操作，廣泛應用于化工、石化、制藥和食品等行業(yè)改進工藝設計和運營，簡化研發(fā)和管理技術風險。PSE基于工藝模型的實時優(yōu)化通過一套統(tǒng)一的集成工具涵蓋整個過程生命周期。
數字化是繼工業(yè)化、自動化、信息化之后工業(yè)界提出的一個新的概念，盡管在工業(yè)領域，數字化已經由來已久，但隨著大數據、物聯(lián)網、云計算、人工智能等新技術的融入，“數字化”早已跳脫了二進制化的概念，成為一種人類與世界互動的新方式。而作為全球工業(yè)領域企業(yè)數字化轉型的引領者，西門子以“數字化雙胞胎”為核心價值主張和技術路線正將數字化的未來描繪得越來越連貫、越來越清晰，這也將加速數字化智造時代的到來！
