想象一下，當你要購買(mǎi)一輛汽車(chē)，你希望在款式和功能上有更多的選擇，甚至希望它與眾不同，但你一定不希望這樣的私人訂制花費過(guò)多的費用。眾所周知，設計一輛汽車(chē)至少要數萬(wàn)張圖紙，隨便改動(dòng)輕微一處就會(huì )牽一發(fā)而動(dòng)全身。然而今天，通過(guò)軟件可以模擬整個(gè)產(chǎn)品的研發(fā)環(huán)節，從設計、組裝，甚至到測試，所有工作都能在一臺電腦上完成，這一程序能夠模擬真實(shí)環(huán)境的壓力、溫度等各種參數，讓設計立即投入生產(chǎn)。之后研發(fā)平臺會(huì )和生產(chǎn)系統對接，把數據分享到各個(gè)環(huán)節。

這就是數字化，它徹底改變了設計、測試、仿真、規劃、工程、實(shí)施、服務(wù)等整個(gè)價(jià)值鏈，不僅是生產(chǎn)，從前端到后端的所有環(huán)節都將通過(guò)雙向數據流集成在一個(gè)平臺上。數字化車(chē)間的建立是未來(lái)人工智能得以實(shí)現的基礎，工廠(chǎng)將具有獨立思考和分析的能力，定制化的汽車(chē)可以很快展現在你面前。

而這只是數字化的一個(gè)開(kāi)始……

西門(mén)子（中國）有限公司數字化工廠(chǎng)集團工廠(chǎng)自動(dòng)化總經(jīng)理衛岳歌（Joerg Westerholt）

數字化的引領(lǐng)者

在2015漢諾威工業(yè)博覽會(huì )上，西門(mén)子宣布為應對“工業(yè)4.0”帶來(lái)的挑戰，已經(jīng)開(kāi)始在不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供面向數字化未來(lái)的產(chǎn)品和解決方案。

實(shí)現數字化轉型所需的四大基石是數字化企業(yè)軟件套件、工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò )、自動(dòng)化安全和面向特定業(yè)務(wù)的工業(yè)服務(wù)。依托這四大基石，制造業(yè)企業(yè)將能實(shí)現更快速、更靈活的增值過(guò)程，從而能更好地迎合不同用戶(hù)的需求，并針對新的市場(chǎng)需求快速做出響應，以更輕松地開(kāi)發(fā)全新業(yè)務(wù)模式。盡管各工業(yè)企業(yè)面臨著(zhù)不同的行業(yè)需求，但所有企業(yè)都面臨著(zhù)相同的核心挑戰：縮短產(chǎn)品上市時(shí)間、提高靈活性和效率，同時(shí)達到更高的質(zhì)量標準。

“從設計到最終批量生產(chǎn)原本是一個(gè)漫長(cháng)的過(guò)程，但是數字化可以完全實(shí)現在虛擬環(huán)境中建立模型，然后再去驗證和仿真，使產(chǎn)品上市周期大大縮短。而數字化最核心的優(yōu)勢就是能夠使原來(lái)大批量生產(chǎn)的過(guò)程變得高度柔性與靈活?！蔽鏖T(mén)子（中國）有限公司數字化工廠(chǎng)集團工廠(chǎng)自動(dòng)化總經(jīng)理衛岳歌（Joerg Westerholt）解釋道。

記者了解到這樣一個(gè)案例。2 0 1 0年，中信戴卡研發(fā)設計院開(kāi)始采用西門(mén)子Teamcenter等PLM軟件平臺，用于研發(fā)和試制。目前，中信戴卡秦皇島總部和浙江寧波分廠(chǎng)年產(chǎn)能均達220萬(wàn)件的三條新輪轂壓鑄線(xiàn)，全部采用了西門(mén)子的一體化工程軟件平臺TIA博途，以及西門(mén)子全新一代高級控制系統Simatic S7-1500 PLC。與中信戴卡的傳統生產(chǎn)線(xiàn)相比較，新型輪轂生產(chǎn)線(xiàn)可以實(shí)現1人管理12個(gè)機臺，書(shū)面文件幾乎為零，換型調整的工作時(shí)間縮短了90%，工程整體效率提高30%，不良產(chǎn)品率降低30%，將生產(chǎn)靈活性發(fā)揮到了極致。

衛岳歌坦言，數字化是一個(gè)過(guò)程，而不是一個(gè)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品。用戶(hù)對數字化的不同認知源于他們自身不同的需求和不同的技術(shù)基礎，數字化的價(jià)值正是來(lái)自于他們的需求。西門(mén)子始終致力于幫助用戶(hù)實(shí)現數字化愿景。

創(chuàng )新的主導者

在2016年的德國漢諾威工業(yè)博覽會(huì )上，西門(mén)子以“博大精深，同心致遠——引領(lǐng)數字化企業(yè)進(jìn)程”為主題，全面展示了西門(mén)子豐富的產(chǎn)品線(xiàn)，涵蓋電氣化、自動(dòng)化、數字化等領(lǐng)域的產(chǎn)品與解決方案，以及配電、自動(dòng)化和驅動(dòng)技術(shù)、工業(yè)軟件等方面的眾多創(chuàng )新。

采訪(fǎng)中，衛岳歌特別強調：“西門(mén)子是全球工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)的主導者。我們擁有超過(guò)50年的工業(yè)自動(dòng)化經(jīng)驗，我們不僅希望成為市場(chǎng)的主導者，更希望成為創(chuàng )新的主導者?！彪S后，衛岳歌頗具興致地介紹了在2016年德國漢諾威工業(yè)博覽會(huì )上所發(fā)布的新產(chǎn)品。

西門(mén)子全新推出全集成自動(dòng)化軟件TIA博途V14版本，有助于設備制造商縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，并提高最終用戶(hù)的生產(chǎn)力。西門(mén)子豐富了TIA博途V14工程平臺，為用戶(hù)帶來(lái)一系列全新的數字化企業(yè)功能，可充分滿(mǎn)足“工業(yè)4.0”的要求。

基于云平臺的工程設計是全新的特點(diǎn)，通過(guò)博途云服務(wù)，工程師的筆記本電腦中可以不安裝博途，而通過(guò)遠程桌面的方式在私有云端進(jìn)行項目編程組態(tài)，并通過(guò)云連接器將項目下載到遠程或者就地的PLC中。博途云可以大大降低對筆記本的硬件配置要求，同時(shí)全公司在云平臺中工作，可以提高公司的標準化管理。另一個(gè)新功能是PLCSim Advanced（PLC高級仿真器），提供了面向仿真軟件的接口，譬如工廠(chǎng)仿真（Plant Simulation）和過(guò)程仿真（Process Simulate）等軟件。通過(guò)PLCSim Advanced用戶(hù)可以為Simatic S7-1500控制器仿真一個(gè)數字化雙胞胎，以實(shí)現高效的虛擬調試。受助于HMI設備的自動(dòng)代碼生成和同步功能，通過(guò)ProDiag選項，用戶(hù)可以在最大限度降低配置和可視化成本的情況下，實(shí)現詳盡的工廠(chǎng)和機器監控。ProDiag可以檢測用戶(hù)進(jìn)程中的錯誤，并在顯示設備上提供關(guān)于這些錯誤的類(lèi)型、位置和原因的信息，以及關(guān)于如何糾正錯誤的數據。TIA博途V14中繼承了Simatic能源套件，集成大量控件，可輕松實(shí)現對控制系統的能源參數進(jìn)行測量、分析及顯示，大大提高了工程效率。衛岳歌談道：“TIA博途中簡(jiǎn)易的工程實(shí)現方式，將有助于打造完整的數字自動(dòng)化，如數字化規劃、集成化工程和透明化操作等。除‘數字化企業(yè)軟件套件’內的PLM（產(chǎn)品生命周期管理）和MES（制造執行系統）產(chǎn)品外，對于應用著(zhù)西門(mén)子系列工業(yè)軟件闊步走向“工業(yè)4.0”的企業(yè)而言，TIA博途是數字化企業(yè)的一個(gè)重要組成部分?！?/p>

西門(mén)子進(jìn)一步壯大了其SIMATIC S7-1500高級控制器產(chǎn)品家族的陣容。全新發(fā)布的運動(dòng)控制器S7-1500T CPU，進(jìn)一步完善了SIMATIC S7-1500 的產(chǎn)品線(xiàn)。衛岳歌補充說(shuō)道：“最新加入SIMATIC經(jīng)典系列的S7-1500T控制器主要應用于運動(dòng)控制領(lǐng)域，它將所有高級運動(dòng)控制功能與普通邏輯控制功能集成到一個(gè)硬件平臺。1500T的一大亮點(diǎn)是可以完全集成于TIA博途中，無(wú)需再使用額外的工具對其配置、組態(tài)等，對工程效率而言是一個(gè)很大的提升。1500T CPU家族還包含了一款安全控制器，可在同一個(gè)控制器中集成邏輯控制、安全功能，及強大的運動(dòng)控制功能，從而幫助用戶(hù)節省大量的工程時(shí)間，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間?！?/p>

除了創(chuàng )新的產(chǎn)品，西門(mén)子還在此次漢諾威展會(huì )上向觀(guān)眾展示了虛擬世界與現實(shí)世界是如何融合成一個(gè)更靈活、更高可用性的互聯(lián)網(wǎng)“生態(tài)系統”。在這個(gè)生態(tài)系統內，離散工業(yè)和過(guò)程工業(yè)均可獲益于開(kāi)發(fā)數據、生產(chǎn)數據以及供應商數據的全面集成。制造企業(yè)可以有選擇地滿(mǎn)足單個(gè)用戶(hù)的需求，更加迅速地響應市場(chǎng)要求，也更容易制定全新的商業(yè)模型。不論是大型企業(yè)還是中小型創(chuàng )新企業(yè)，在實(shí)現“工業(yè)4.0”的過(guò)程中都可以獲得西門(mén)子適宜的支持與服務(wù)。

安全的推動(dòng)者

西門(mén)子的數字化企業(yè)理念提供了相互支撐的四大支柱，其中重要的一項就是全面的自動(dòng)化安全。顯然，西門(mén)子非常重視安全問(wèn)題。

PROFIsafe是由PI國際組織（PROFIBUS and PROFINET International）提出加載在PPROFIBUS和PROFINET通信協(xié)議基礎上的故障安全行規，實(shí)現了故障安全通信和標準通信共存于同一根電纜上，簡(jiǎn)化了設備、工程設計并降低了安裝成本。

2015年12月16日，中國國家標準化委員會(huì )正式批準基于PPROFIBUS DP和PROFINET I/O的功能安全通信行規——PROFIsafe為推薦性國家標準，標準號為GB/T 20830-2015。這是國內首個(gè)成為國家推薦性標準的功能安全通信行規，安全通信標準的發(fā)布將推動(dòng)我國制造業(yè)向更加智能化和全面自動(dòng)化的方向快速發(fā)展。西門(mén)子作為PROFIsafe技術(shù)的主要推動(dòng)者，提供了完整的功能安全解決方案，涵蓋安全型PLC、驅動(dòng)、I/O和傳感器等。

衛岳歌表示，中國政府一直在倡導企業(yè)的轉型升級，強調制造業(yè)要從數量向質(zhì)量轉變。PROFIsafe實(shí)際上是從功能安全的角度，幫助企業(yè)用戶(hù)通過(guò)采用此技術(shù)提高產(chǎn)品質(zhì)量。而保證質(zhì)量的前提先要保證設備的安全性。該標準將在中國展開(kāi)本地化開(kāi)發(fā)、測試與應用，并幫助中國用戶(hù)提升包括靈活性和效率在內的全面競爭力。

與此同時(shí)，PROFIsafe成為推薦性國家標準對于中國工業(yè)功能安全的發(fā)展具有重要意義，為中國在工業(yè)功能安全領(lǐng)域向世界先進(jìn)水平的邁進(jìn)奠定基礎?！霸谶^(guò)去的6個(gè)月，我們已經(jīng)看到中國用戶(hù)對安全的需求愈發(fā)明顯，特別是對于人、環(huán)境和設備的保護。同時(shí)，也已經(jīng)有中國用戶(hù)有興趣開(kāi)發(fā)PROFIsafe的基礎設備?！毙l岳歌告訴記者。

信息安全亦是近幾年非常重要的話(huà)題，西門(mén)子將信息安全歸為三大類(lèi)：其一，工廠(chǎng)安全，包括對未經(jīng)授權的人員阻止其訪(fǎng)問(wèn)、物理上防止對關(guān)鍵部件的訪(fǎng)問(wèn)。其二，網(wǎng)絡(luò )安全，指包括采用防火墻等技術(shù)對辦公網(wǎng)與自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò )之間、自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò )與自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò )之間進(jìn)行分區和隔離。其三，系統完整性，包括對自動(dòng)化控制設備與網(wǎng)絡(luò )操作員進(jìn)行認證；在自動(dòng)化控制組件中集成訪(fǎng)問(wèn)控制機制。針對這些問(wèn)題，西門(mén)子憑借“縱深防御”理念，確保工廠(chǎng)得到全面保護，防止來(lái)自?xún)炔亢屯獠康木W(wǎng)絡(luò )攻擊。從工廠(chǎng)的管理層到執行層，從訪(fǎng)問(wèn)權限到版權保護，所有層級必須同時(shí)保護。

據了解，工業(yè)信息安全也是TIA博途的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，所有的SIMATIC都經(jīng)過(guò)嚴格的安全測試，該安全解決方案所提供的不僅僅是西門(mén)子的產(chǎn)品，還包括了系統解決方案以及咨詢(xún)服務(wù)。在過(guò)去的幾年中，西門(mén)子與許多組織和企業(yè)一起，為ISA99和IEC62443等標準的制定與推廣做出了貢獻。同時(shí)，西門(mén)子也與200多家從事信息安全工作的企業(yè)合作，通過(guò)這些合作確保在短時(shí)間內可以快速找到并消除漏洞，盡可能地將受影響的用戶(hù)公司的損失降到最低。

2016年，西門(mén)子與Intel Security擴大合作，保護工業(yè)自動(dòng)化系統免受日益猖獗的網(wǎng)絡(luò )安全威脅。西門(mén)子專(zhuān)家將防毒軟件、白名單與安全信息和事件管理（SIEM）等Intel Security解決方案納入工廠(chǎng)信息安全服務(wù)的框架。這些工具專(zhuān)為及時(shí)檢測安全事件而設計，使西門(mén)子專(zhuān)家能夠第一時(shí)間通知設備操作人員，采取對策。兩家公司匯集其工業(yè)自動(dòng)化與網(wǎng)絡(luò )安全領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識，為工廠(chǎng)提供多種產(chǎn)品及服務(wù)，最大限度降低網(wǎng)絡(luò )安全風(fēng)險，同時(shí)提高系統可用性。

世界著(zhù)名作家、大思想家斯賓塞·約翰遜曾說(shuō)過(guò)：唯一不變的就是變化本身。這句話(huà)同樣適用于今天的工業(yè)制造業(yè)。衛岳歌認為，無(wú)論是德國所倡導的“工業(yè)4.0”還是中國提出的《中國制造2025》，種種概念背后揭示的是同一個(gè)核心問(wèn)題——變化。從追求數量到追求質(zhì)量的變化過(guò)程中，中國制造業(yè)的市場(chǎng)在變化，中國用戶(hù)的需求同樣也在變化。而對于西門(mén)子，在其中面對的最大挑戰則是如何更為緊密地與用戶(hù)進(jìn)行合作，適應并滿(mǎn)足用戶(hù)需求的變化?！拔覀兿Ｍ軌驇椭脩?hù)更快、更好地找到適合他們實(shí)現數字化制造的方法，助其逐步邁向‘工業(yè)4.0’，這是對我們的挑戰，亦是我們未來(lái)主要的工作方向?！毙l岳歌十分堅定的口吻讓記者對西門(mén)子引領(lǐng)數字化進(jìn)程充滿(mǎn)了信心。

摘自《自動(dòng)化博覽》2016年7月刊