和機(jī)器交談是種什么樣的體驗(yàn)？
作為機(jī)器的造物者，我們與它們的溝通基本上都是單向的。我們下指令，告訴機(jī)器我們需要做這些，需要做那些，機(jī)器們則盡心地執(zhí)行我們的指令。相信沒有人會否認(rèn)溝通和交流能帶來諸多好處：獲得新的知識、交換有價值的經(jīng)驗(yàn)以及通過交流迸發(fā)出靈感的火花。那么，我們和機(jī)器是否也能進(jìn)行深入的交流？和機(jī)器的交談是否也能讓我們得到有價值的經(jīng)驗(yàn)，甚至發(fā)現(xiàn)新的靈感？ 我們的生活正變得越來越數(shù)字化；機(jī)器也越來越智能，大數(shù)據(jù)，云技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，讓我們能夠通過機(jī)器的語言――「數(shù)據(jù)」和它們進(jìn)行交流。通過傾聽機(jī)器的「聲音」和「思想」，我們可以在一個由數(shù)字構(gòu)成的虛擬世界中重新審視乃至改變我們真實(shí)的世界。而西門子為此已經(jīng)準(zhǔn)備好了一個與機(jī)器深入交談的好幫手，那就是「MindSphere」，一款基于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)（IoT）操作系統(tǒng)。它能夠幫助我們與機(jī)器互聯(lián)，并發(fā)掘數(shù)據(jù)中的價值和洞察。 我們?nèi)绾闻c機(jī)器交談？ 既然「數(shù)據(jù)是機(jī)器的語言」，和它們交談就要先獲得數(shù)據(jù)。MindSphere就可以將物理世界的機(jī)器與虛擬世界相連接，并將機(jī)器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)輸送到云端，為機(jī)器們提供了一個可以「暢所欲言」的地方。 但這絕不是「為機(jī)器插上一根網(wǎng)線」就能搞定的事情。以制造業(yè)為例，一座工廠中，PLC控制器、數(shù)控設(shè)備、驅(qū)動設(shè)備、交換機(jī)等等種類繁多，數(shù)量眾多的機(jī)器分布在工廠的每個角落。這些機(jī)器想要連接到云端，需要面對不一樣的通訊協(xié)議，以及配置各種不一樣的參數(shù)，那么如何才能將它們高效地連接到云端？ 西門子在工業(yè)領(lǐng)域的百年經(jīng)驗(yàn)，讓我們對于工業(yè)現(xiàn)場的各種情況都極為熟悉。一個標(biāo)準(zhǔn)并高效的數(shù)據(jù)采集方案是我們首先想到的，所以，我們開發(fā)了一款即插即用的網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品「MindConnect Nano」，只要極為簡單的設(shè)置就可以實(shí)現(xiàn)西門子設(shè)備與MindSphere的數(shù)據(jù)傳輸。而對于非西門子的設(shè)備，只要運(yùn)用開放式通訊標(biāo)準(zhǔn)OPC UA 或利用 MindConnect Lib進(jìn)行一些簡單的開發(fā)，就可以與MindSphere相連。 這里要敲下小黑板，通過MindSphere，不僅僅是制造業(yè)的設(shè)備，我們幾乎可以與所有的機(jī)器相連：車輛，燃?xì)廨啓C(jī)，醫(yī)療設(shè)備甚至是樓宇。有了MindSphere我們幾乎可以和任何機(jī)器進(jìn)行交談。 我們?nèi)绾卫斫鈾C(jī)器在說什么？ 當(dāng)我們和機(jī)器交談時，如何理解他們在說什么？ MindSphere通過「使用程序APP」對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并發(fā)掘數(shù)據(jù)的價值。這些使用程序就像翻譯官，將數(shù)據(jù)翻譯成我們能理解的信息；同時又像尋寶者，在數(shù)據(jù)海洋中找到價值連城的寶藏。 但不一樣領(lǐng)域的機(jī)器，就像運(yùn)用不一樣語言的人一樣，選對正確的翻譯，才能進(jìn)行有效溝通。所以在MindSphere平臺上，通過選擇針對不一樣行業(yè)的APP，才可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效合理的處理和分析。 由于采用了平臺即服務(wù)（PaaS）模式，用戶可以像在手機(jī)上通過使用商店安裝APP一樣，從MindSphere眾多的APP中任意選擇運(yùn)用最適合自己的那一款。比如：有些APP可以讓機(jī)器告訴你它的能源消耗是什么樣的、有的還可以幫助你監(jiān)視OT系統(tǒng)的安全以提供信息安全預(yù)警或縱深防御搞定方案，或者分析機(jī)器/產(chǎn)線的健康狀況和磨損情況，從而提出預(yù)測性的維護(hù)模型，可以說涵蓋了制造業(yè)領(lǐng)域內(nèi)各種各樣的用途。而當(dāng)現(xiàn)有APP不能滿足需要時，MindSphere極強(qiáng)的開放性可以讓用戶非常容易地開發(fā)新的APP。 但由于制造業(yè)中細(xì)分的垂直領(lǐng)域太多了，每一個行業(yè)的需要和環(huán)境各不相同。比如制造汽車的流程和制造杯子的流程一定有著許多不一樣的地方，所以一個通用的APP或搞定方案顯然是不太可行的，這時就需要我們稱作「行業(yè)專精」的參與。所以將來你會發(fā)現(xiàn)MindSphere的APP中只有極少數(shù)由西門子開發(fā)，更多的APP是由具有各行各業(yè)「專精知識」的開發(fā)者通過MindSphere提供的開放使用程序編程接口（API）來進(jìn)行開發(fā)。這些開發(fā)者不僅僅是軟件工程師，他們還可以是設(shè)備的運(yùn)用者，原始設(shè)備制造商，甚至是第三方的數(shù)據(jù)服務(wù)提供商。而一旦一款A(yù)PP在某個垂直行業(yè)運(yùn)用成功，它也非常容易地被同行業(yè)的其它用戶所運(yùn)用。 但是讓一位機(jī)械師去寫JAVA顯然是強(qiáng)人所難，所以西門子還提供了「模塊化的開發(fā)方式」，就如同玩樂高積木。用戶可以在眾多的模塊中選取所需的，然后以搭積木的方式把APP建立起來，將編程和寫算法的過程盡可能的簡化，讓非軟件開發(fā)者也能夠輕易地開發(fā)出自己的APP。 上圖：在2017年漢諾威工業(yè)博覽會上西門子展示的MindSphere App 現(xiàn)在，西門子還正努力壯大MindSphere的生態(tài)系統(tǒng)，SAP、亞馬遜、微軟、埃森哲、Evosoft、源訊和Bluvision等眾多合作伙伴都已經(jīng)參與進(jìn)來，他們已經(jīng)為MindSphere開發(fā)出了 50多個工業(yè) App。合作伙伴可借助 MindSphere，涉足到更多、更廣泛的客戶，形成新的商業(yè)模式。未來，合作伙伴將開發(fā)、迭代優(yōu)化出更多的App，構(gòu)建良好的工業(yè)生態(tài)圈。 （放大下圖可以查看MindSphere完整的生態(tài)系統(tǒng)介紹） 與機(jī)器交談能為我們帶來什么？ 說了這么多，與機(jī)器交談，到底能為我們帶來什么？數(shù)據(jù)的價值又是什么？這里給你舉兩個例子，你就懂了。 能源成本是制造業(yè)不可忽視的成本，一座工廠的用電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通人的想象。提升能源運(yùn)用效率，對于制造商往往就意味著增加收入。節(jié)能的秘訣恰好就隱藏在數(shù)據(jù)中。傳統(tǒng)提升能效的模式一般就是「哪里有病治哪里」，比如：將普通電機(jī)替換成高效電機(jī)或安裝變頻器。而通過MindSphere則顯然是另一種玩法，西門子成都數(shù)字化工廠（SEWC）現(xiàn)在就已經(jīng)踐行這一理念進(jìn)行能效管理，工廠中關(guān)鍵耗能設(shè)備和主要產(chǎn)線的能源數(shù)據(jù)都會上傳至云端，通過APP實(shí)現(xiàn)可視化的數(shù)據(jù)圖表，將工廠中能源的流向變?yōu)橐桓鼻逦牡貓D。 管理人員每個月都會收到一份詳細(xì)的能效分析報告，從中我們可以看出許多問題。比如在非生產(chǎn)時段，異常的能源消耗在哪里；在生產(chǎn)時，避免同時打開制冷和制熱設(shè)備，以及哪些能耗通過簡單的操作就能規(guī)避。 數(shù)據(jù)中的價值不僅讓我們對于現(xiàn)實(shí)有更準(zhǔn)確的掌握，甚至還可以幫我們開啟新的商業(yè)模式：西門子就和一家知名的的工業(yè)氣體生產(chǎn)商進(jìn)行了合作，它的業(yè)務(wù)是建設(shè)生產(chǎn)工業(yè)氣體的設(shè)備（如氧氣）。除了將整套設(shè)備賣給客戶外，它現(xiàn)在也采用一種特殊的商業(yè)模式：生產(chǎn)氣體的設(shè)備雖在客戶的廠區(qū)，但其日常運(yùn)營仍由氣體生產(chǎn)商負(fù)責(zé)，生產(chǎn)出來的氣體作為「貨物」賣給客戶。這就要求廠商保證提供足夠數(shù)量的氣體，如果不夠就要彌補(bǔ)客戶的損失。 在運(yùn)用了MindSphere后，這家氣體生產(chǎn)商將部署在全球各地設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)收集起來，通過對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，充分掌握了這些設(shè)備的實(shí)際生產(chǎn)情況，進(jìn)行對比可以找到性能表現(xiàn)不佳的設(shè)備，進(jìn)一步的工藝和設(shè)備數(shù)據(jù)分析就能發(fā)現(xiàn)問題所在，從而進(jìn)行改善。而且經(jīng)過一段時間的數(shù)據(jù)積累，我們還能從中找到進(jìn)一步提升設(shè)備可靠性的方式，比如基于模型的預(yù)測性維護(hù)，實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定地提供工業(yè)氣體。 決不能忽視的安全問題 提到云和物聯(lián)網(wǎng)，安全問題是繞不過去的。在制造業(yè)領(lǐng)域，信息安全問題更是重要，對于一家汽車制造商，如果由于系統(tǒng)癱瘓?jiān)斐赏９?，?30 秒鐘它可能就會損失 3 萬歐元。所以西門子對于 MindSphere 的數(shù)據(jù)安全非?？粗?。作為首批在中國獲得網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)證的公司之一，西門子在數(shù)據(jù)傳輸上遵守高標(biāo)準(zhǔn)的安全傳輸協(xié)議HTTPS。另一方面，西門子及其云基礎(chǔ)設(shè)施合作伙伴以極高的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)云數(shù)據(jù)中心以儲存數(shù)據(jù)，確保端到端的數(shù)據(jù)安全。 智能制造的「最后一塊拼圖」 「數(shù)字化雙胞胎」是西門子對于未來制造業(yè)的搞定方案，其核心就是為現(xiàn)實(shí)世界中的產(chǎn)品在虛擬的數(shù)字世界里創(chuàng)造一個化身，通過虛擬和現(xiàn)實(shí)世界的交互，我們可以實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)，乃至「大規(guī)模定制化生產(chǎn)」。 過去當(dāng)一個產(chǎn)品交付給用戶后，制造商就無法再了解它的狀態(tài)，物理實(shí)體和虛擬世界里的雙胞胎兄弟就斷掉了聯(lián)系?，F(xiàn)在有了MindSphere，不管產(chǎn)品是一臺電機(jī)，還是一條完整的生產(chǎn)線，無論它被部署到全球任何地方，只要這個產(chǎn)品連到MindSphere上，我們就能在虛擬世界里繼續(xù)收集產(chǎn)品的數(shù)據(jù)。 通過對于這些數(shù)據(jù)的分析、模擬與仿真，制造商不僅可以進(jìn)一步提升設(shè)備或產(chǎn)線的運(yùn)營性能，還可以將真實(shí)世界的數(shù)據(jù)分析結(jié)果反饋到產(chǎn)品或生產(chǎn)過程的規(guī)劃、仿真環(huán)節(jié)，對產(chǎn)品自身及其生產(chǎn)過程進(jìn)行連續(xù)改進(jìn)和快速迭代，從而形成數(shù)字化雙胞胎的大閉環(huán)?？梢哉f，MindSphere為智能制造這塊大拼圖，拼上了最后一塊。
該文章被收錄于：
編程器 ? https://www.chinafix.com/zt/1877-1.html