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打造MindSphere，百年老店西門子能否穩坐工業互聯網之巔？

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2022-05-17 11:29
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打造MindSphere，百年老店西門子能否穩坐工業互聯網之巔？

作者：趙滿滿

編審：楊小天

頭圖來源：GAST

本文是《中智觀察》“企業數字服務供需市場”行業洞察之產業互聯網篇。與美國工業互聯網類似，制造強國德國提出工業4.0，百年巨頭西門子為此推出了工業互聯網平臺MindSphere，將工業軟件、邊緣計算、人工智能、大數據、云計算等技術結合，將IT和OT融為一體，推進工業數字化和智能制造，打造工業領域又一道風景線。

——海比研究院

2022年5月16日

制造業是立國之本、強國之基。那么如何做強、做優、做大制造業呢？
 
美國首先提出工業互聯網的發展理念，百年工業巨頭通用電氣推出了全球第一個工業互聯網平臺Predix。
 
作為制造高地的德國，代表歐洲提出了工業4.0，西門子推出了工業互聯網平臺MindSphere。
 
穩居工業4.0之巔，百年老店西門子的MindSphere與同樣是百年工業巨頭GE 的Predix分庭抗禮，都期望借助互聯網+數字化，發展智能制造，帶動工業的變革。
 
作為全世界唯一擁有全部工業門類的國家，我國堅持創新引領、協同發展，積極推動制造業發展質量變革、效率變革、動力變革，扎實推進制造強國。
 
那么在工業互聯網發展的大潮下，中國制造能從西門子MindSphere和GE Predix發展中，汲取哪些經驗和教訓呢？
 
打造MindSphere，百年老店西門子能否穩坐工業互聯網之巔？
工業4.0與美國的工業互聯網，目標都對準重塑制造業。
 
工業互聯網是由美國GE公司發起，并由AT&T、思科、GE、IBM和英特爾成立的工業互聯網聯盟推廣。
 
美國主導的工業互聯網旨在形成開放且全球化的工業網絡，實現通信、控制和計算的集合，通過物聯網、互聯網、大數據等技術手段實現對生產設備管理與服務性能的改善。
 
而工業4.0則是由德國工程院、弗勞恩霍夫協會、博世公司、西門子公司等聯合發起并率先提出的。
 
其核心理念是深度應用信息通信技術，推動實體物理世界和虛擬網絡世界的融合，在制造領域形成資源、信息、物品和人相互關聯的“信息物理系統”(CPS)，推進制造業向智能化轉型。
 
無論是工業4.0，還是工業互聯網，或是以前提出的中國制造2025，圍繞制造部分的主題都是一個：實現互聯網與工業的融合，進而實現生產制造的數字化、智能化、協同化，實現制造業的“升級”。
 
穩居工業4.0之巔，百年老店西門子MindSphere與GE Predix對陣。
 
2012年，GE在行業內首先提出了工業互聯網的概念，并首先推出了Predix。其后，GE Predix發展歷經坎坷。
 
與GE Predix不同，西門子卻在堅定不移地在全球推進 MindSphere的應用。
 
2016年，在德國漢諾威工業博覽會上，西門子工業云平臺MindSphere公共測試版上線，踏上了MindSphere的商用化之路。
 
作為“廠派”工業云最具有標志性的產品，MindSphere正式商業化已經6年了。
 
2019年4月1日，西門子集團完成了一次組織架構調整：西門子數字化工業軟件部門所屬的“數字化工廠集團”與“過程工業與驅動集團”，合并為“數字化工業集團”，成為西門子旗下三大集團公司之一。
 
西門子通過組織架構的調整，將工業軟件業務，與工廠自動化、運動控制、過程自動化和客戶服務等西門子傳統的工業硬件業務，放到了“數字化工廠集團”部門，從而讓西門子有機會將所有傳統硬件、軟件融合，為企業用戶提供整套“數字化”解決方案。
 
至此，西門子完成了一次以“數字化”為標簽的、工業業務的組織架構統一，并向外界傳遞出一個信號：為迎接數字化工廠時代的到來做好了準備！
 
此后，西門子推出了數據網關Mind Connect Nano，將不同企業的關鍵設備乃至整個工廠的數據連接至MindSphere。
 
此外，更多可選的數據接入方案也將逐步推出，或使用軟件開發套件（Software Development Kit）、或通過軟件代理、或借助Simatic集成，豐富且靈活。
 
2019年，MindSphere把西門子的工業專長從車間延伸到云上，利用一系列連接技術、數據分析和可視化技術，提高企業對工廠和生產績效的洞察力。
 
利用云，企業能夠以可持續而經濟的方式實現資產管理和數據管理，選擇適合自己的便捷的數字化工具，加速數字化轉型進程。
 
2019年4月1日，西門子MindSphere牽手阿里云，正式進入中國，令MindSphere能夠在合規、穩定、安全的云平臺上與中國企業分享其在全球范圍內經過積累和檢驗的成熟經驗和成果。
 
西門子將打造一個生長于中國市場、服務于中國市場、包含從終端用戶到OEM再到APP開發者的工業互聯網生態系統。
 
MindSphere成長超乎想象。兩年時間里，MindSphere在中國累計服務了數百家工業制造領域客戶。
不同于美國GE的Predix平臺以及德國的西門子的MindSphere，國內超過百余個的工業互聯網平臺更多的通過互聯網手段，關注用戶的需求，而且也在逐漸被國內其他的制造業企業所使用。
 
但是，西門子MindSphere在技術、應用場景和商業模式上的創新卻值得我們學習、借鑒。
 
技術：西門子MindSphere是一個從邊緣到云全面的IIoT解決方案，推動IT和OT的融合。
 
MindSphere被西門子定義為領先的工業物聯網即服務解決方案，即IIoT as a service，使用高級分析和AI技術，利用來自互聯產品、工廠和系統的數據，為從邊緣到云的IoT解決方案提供支持，以優化運營、創建更高質量的產品并部署新的業務模式。
 
西門子通過三種多功能的工業物聯網解決方案——工業邊緣、MindSphere和Mendix，為邁向更智能的未來鋪平道路。
 
其中，工業邊緣Edge computing with Industrial Edge利用邊緣計算技術，實時大規模利用機器數據來改進流程。
 
使用MindSphere，通過云中的AI和高級分析，最大限度地發揮工業數據的優勢。
 
低代碼平臺 Mendix，讓沒有編碼經驗的開發者，也擁有應用程序開發能力。
 
借助 MindSphere，西門子以PaaS的形式提供了一個經濟高效、可擴展的云平臺，用于開發應用程序。該平臺設計為物聯網的開放式操作系統，通過記錄和分析大量生產數據，可以提高工廠的效率。MindSphere 為西門子和第三方提供商的應用程序和基于數據的服務提供了堅實的基礎，如在預測性維護、能源數據管理和資源優化領域。
 
西門子稱，MindSphere支持用戶購買或者自己開發應用。使用西門子生態系統市場，用戶既可以從各種應用程序中進行選擇，也可以用喜歡的編程語言或者西門子收購的低代碼平臺 Mendix，開發自己的物聯網應用程序。
 
無論是單獨使用還是組合使用，西門子IIoT解決方案都能為用戶提供自由度、控制力和透明度。
 
西門子利用這些方案，發揮IIoT更低的成本、更高的質量、更高的靈活性和效率、更快的創新等優勢，通過數據和數字化的集成征服市場。
 
場景：MindSphere是“百年老店”西門子開啟從“自動化”向“數字化”轉型的起點。
 
MindSphere的起點就是西門子的數字化服務部門。為了響應用戶對現場數據采集的需求，西門子的數字化服務部門在綜合應用西門子傳統自動化硬件和工業軟件技術的基礎上，基于Cloud Foundry架構在SAP HANA云平臺上構建了一個操作系統。其目的是依托西門子自身的網關類硬件產品，與眾多具有以太網通訊能力的設備進行聯結，收集和傳輸設備的運行數據，并通過對數據的分析，對企業生產現場的情況進行監控和優化。
 
西門子的數字化服務部門從最初開始，就是在用數字化的方法在解決自身的業務需求。現在，MindSphere的應用場景已經延伸不同的領域。
 
如污水處理是一個涉及到物理和化學學科，并受到各種外界復雜關系影響的業務過程。以往企業只能依靠經驗解決所有不確定因素，因此對于成本、質量等最終結果都難以真正把控。
 
通過應用MindSphere，企業將與污水處理的關鍵步驟進行了完全的數字化，將所有影響污水處理的因素以數學方式進行描述，定義了數據模型，并且基于更精確的數字分析結果來最終即時指導、管理和控制整個生產過程。
 
在國內，西門子與太古可口可樂共創的MIS系統將被推廣至太古可口可樂中國內地18家工廠、近100條生產線中。
 
MIS就是制造信息系統，是西門子基于MindSphere與太古可口可樂共同開發而成。MIS系統可實現生產工藝中各個環節的數據采集、處理、存儲、利用和管理，完善生產過程信息化監控與分析、質量管控、設備管理與維護、異常預警與探測以及生產績效評價與決策判斷等功能，實現工廠的智能化管理、科學化決策和標準化流程。
 
由于生產流程的透明與可視化管控，MIS系統將統計效率從“事后”統計變為“過程”統計，縮短了故障診斷時間，也為人工智能技術在產線效率提升、預測性維護、節能增效等方面的進一步應用積累了大量的真實數據，將大幅提升工廠的數字化水平。
 
同樣，MindSphere可以對全球銷售的設備狀態進行跟蹤監測，并為客戶提供預測性維護維修服務。電力行業借助MindSphere監測電網峰值和谷值，通過優化用電效率，降低用電成本等。
打造MindSphere，百年老店西門子能否穩坐工業互聯網之巔？
商業模式：改變制造企業的業務模式，造福工業企業。
 
西門子中國公司CEO博樂仁曾經表示，在數字化轉型趨勢中，西門子一直關注技術，但同樣需要銷售和商業模式的變革，而且后者在其戰略中越來越重要。
 
他認為，目前在市場上，工業互聯網和物聯網解決方案，處在一個叫好不叫座的尷尬處境。要在短時間內形成足夠多、能夠支持策略部門制定出商業模式的“用例”難度頗大。
 
而沒有用例，就沒有清晰的商業模式，就沒有完整的銷售方式。
 
但是顯然，MindSphere為從邊緣到云的IoT解決方案提供支持，以優化運營、創建更高質量的產品并部署新的業務模式。
 
顯然，對機器制造商、工廠運營商、應用程序開發人員，MindSphere都帶來眾多益處。
 
如機器制造商，將計劃外故障的風險降至最低，分析可保護資產免受故障造成的永久性損壞等。
 
對工廠運營商而言，延長現有設備的使用壽命并提高其效率，最大限度地減少投資，同時最大限度地提高連接性等。
 
對開發這而言，訪問專用的物聯網開發平臺，通過開放的 API 和可重用的支持模塊實現快速開發，基于Cloud Foundry的高度可擴展，經濟高效的云基礎架構，提供全面的培訓，以滿足個人需求等。
與GE的Predix相比，西門子MindSphere在發展中值得大書特書的一大特色就是擁抱低代碼，讓沒有代碼開發經驗的小白，也能開發工業SaaS。
 
進入低代碼領域的企業越來越多。
 
低代碼平臺通過拖拽頁面的方式，實現了快速創建產品，節省了大量技術研發人工的工作量，壓縮了產品研發時間，提高了產品開發效率，而且可以引入大量業務人員承擔部分甚至全部產品開發工作，逐漸成為企業降本增效、實現數字化的重要方式。
 
Gartner預計，市場對于應用開發的需求將五倍于IT公司的產能。為填補這一”供需”缺口，低代碼/無代碼開發成為一種可行的解決方案。
 
當越來越多的國內廠商開始入局低代碼賽道。Gartner在2018年開始專門建立了一個高生產力應用平臺（hpaPaaS）分類，十幾家無（低）代碼企業入選hpaPaaS魔力象限。
 
阿里云、微軟、谷歌云等云服務商與OutSystems、Salesforce、Mendix創新企業在低代碼/無代碼開發平臺領域展開了激烈的大戰。
 
國外低代碼平臺已經逐步走出萌芽期進入成長期，并產生很多具有代表性的企業，原生低代碼廠商壯大的同時已開始出現并購整合的現象。
 
Mendix：以APP敏捷開發為切入點，被西門子收購進入工業互聯網。
 
Mendix成立于2005年。2019年Mendix被西門子收購，將持續致力于提升快速研發、全球擴張，與此同時Mendix希望進一步創建面向物理世界的數字操作系統、拓展平臺，深度集成垂直領域解決方案擴展Mendix平臺。
 
Mendix是一款低代碼的軟件開發工具，通過可視化的軟件功能組件的裝配，通過模型化的驅動自動生成運行代碼。
 
西門子會把旗下所有的工業軟件基于MindSphere平臺進行云化，并借助Mendix開發成工業應用軟件。
 
通過Mendix，沒有軟件編程能力的工業企業人員，也能夠更加便捷、快速地在MindSphere平臺上開發相應的應用。
 
海比研究院認為，Mendix將與MindSphere一起撐起西門子的工業互聯網平臺。MindSphere下沉為基礎，Mendix浮現為關鍵交互平臺。Mendix將占據著連接物理世界和數字世界的獨特位置，承擔起將成千上萬連接設備產生的數據轉化為實時業務價值的重任，將更廣泛的用戶對象納入到IT/OT融合的進程中。
擁抱工業互聯網，西門子的MindSphere擁有眾多先天優勢。但是在未來的發展依然面臨眾多挑戰。
打造MindSphere，百年老店西門子能否穩坐工業互聯網之巔？
擁抱混合云，打造云原生的應用，造福更多的企業，是其面臨的第一大挑戰。
 
目前，IT基礎設施云化加速，混合云成為用戶追求的主要部署方式。西門子的工業互聯網MindSphere如何滿足用戶混合云的需求，是其目前面臨的一大挑戰。
 
顯然，西門子也意識到云化的重要性，已經開始采用眾多行動。
 
一是與眾多公有云企業合作。早上2017年，西門子就通過與AWS合作，向海外用戶提供基于公有云的MindSphere服務，在更短的時間內為各行業的客戶開發穩健的工業物聯網解決方案。
 
MindSphere能夠提供廣泛的設備和企業應用連接協議選項、工業級應用、高級分析技術以及一個創新的開發環境，該環境可充分利用西門子的開放式PaaS功能以及AWS云服務。
 
二是推出私有云部署的方案。 2021年4月1日，西門子面向中國企業推出MindSphere工業物聯網解決方案私有云版本，將多年在MindSphere公有云領域積累的實踐經驗和領先的技術能力賦能給私有云，通過公有云和私有云的結合，更好地服務于企業工業物聯網的應用實施。
 
MindSphere私有云基于OpenShift開放容器云平臺，采用企業級Kubernetes技術構建，通過將機器和系統部署到企業機房，全程由西門子幫助企業在云端開發、托管、擴展和交付應用，并為客戶提供全天候運營升級服務。
 
更重要的是，MindSphere私有云進一步完善了MindSphere解決方案的服務能力，幫助企業打通生產制造最后一公里，實現從研發到生產制造的閉環。
 
三是推出混合云部署方案。2021年，西門子、IBM和紅帽（Red Hat）計劃利用專門設計的混合云為制造商和工廠運營商提供開放、靈活和更加安全的解決方案。
 
IBM 的一份報告顯示，一個生產場地僅在一個月內就可產生超過2200 TB數據，然而這些數據中的大部分都未經過分析。通過這項聯合計劃，西門子將應用以 Red Hat OpenShift 為基礎構建的IBM開放混合云方案，提高西門子MindSphere的部署靈活性。
 
這樣，客戶就可以在本地運行MindSphere，加快工廠運營速度，提高敏捷性，通過云獲得無縫的產品支持、更新和企業連通性。
 
發展新的應用場景，適應工業企業數字化轉型的需求，是其面臨又一挑戰。
 
今天的西門子已經是全球最重要的軟件企業之一。MindSphere的推出將物聯網、云計算和大數據分析等概念落地，是數字化業務增長的重要驅動力，并將逐步從制造業擴展到交通、樓宇、能源等方方面面，全面推進數字化。
 
但是制造企業數字化相當復雜，應用場景非常之多。目前，MindSphere所覆蓋的應用場景非常有限。如何擴大應用場景，將是其面臨有一大挑戰。
 
擁抱ISV，依然是工業互聯網平臺發展一個核心理念。
 
整個工業領域中的數據采集開發者、系統集成商、應用開發者、渠道合作伙伴、設備制造商和最終客戶，都是MindSphere生態系統中不可或缺的重要角色。
 
生態系統中的各個組成部分之間互相吸引，正向激勵，良性循環，平臺就像滾雪球那般越做越大，生態也會越發展越有活力。
 
為了推進整個產業的數字化，西門子在MindSphere在誕生之初，就明確宣布要開放自己的平臺資源，攜手合作伙伴共同構建開放共贏的生態系統。
 
目前，SAP、亞馬遜、微軟、埃森哲、Evosoft、源訊和Bluvision等眾多合作伙伴都加入了MindSphere生態系統。
 
借助于MindSphere開放的數據接入環境，數據采集開發者廣泛地連接第三方設備，系統集成商ERP)、MES等涉及生產、物流或業務運營的不同系統的數據匯集到云端，豐富數據類型。
 
應用開發者針對具體應用場景，設計開發應用程序，挖掘數據價值。借助各個行業的渠道合作伙伴，MindSphere將優質的數據服務提供給設備制造商和最終客戶。
 
做深三件事，牽住發展的“牛鼻子”。
 
海比研究院認為，在西門子MindSphere未來發展中，依然需要牽住發展的“牛鼻子”，做深三件事：
 
一是擴大與云企業的合作，打造云原生的工業PaaS和工業SaaS應用。例如在工業用例中推進人工智能部署，需要利用云服務商在AI應用方面的優勢，將Google Cloud數據分析和AI功能集成到其Digital Industries工廠自動化產品組合中。這樣的整合，為谷歌和西門子提供了制造領域的合作機會，成就云計算公司瞄準的六個關鍵垂直領域之一。
 
二是擴大生態系統建設。如與企業管理軟件公司SAP合作，發展生產和供應鏈的數字產品，創建一種新的基于工業云的服務，旨在通過基于模型的數字線程在IT和OT系統之間實現閉環。兩家公司都專注于能夠與運營部門共享設計內容的服務，并作為閉環數字孿生體的一部分回到產品設計。
 
三是持續推進制造業數字化。數字化技術的發展正在為企業帶來前所未有的增長機會。咨詢公司埃森哲預計，工業物聯網到2030年能夠為全球經濟帶來14.2萬億美元的經濟增長，為中國帶來1.8萬億美元的累計GDP增長。制作業數字化需要做好很多基礎工作，在這方面，西門子可以發揮更大的作用。
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本文作者系海比研究院·趙滿滿
本文來自微信公眾號 “中智觀察”（ID：Hapiweb-soft6），36氪經授權發布。
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