任何數字服務都必須倚賴一個強大的技術平臺。平臺的搭建是企業走向“工業4.0”的基礎和核心競爭力，也是中國企業尋求突破的當務之急。

三年前，德國政府在漢諾威工業博覽會上首次提出的“工業4.0”戰略，不僅迅速成為該國的一張新標簽，而且在世界各地激發了廣泛的探討和實踐熱情。美國不甘人后，以通用電氣（GE）為代表的企業開始在全球推廣“工業互聯網”。正在進行經濟結構轉型的中國，亦從頂層設計層面推出“中國制造2025”。一場針對工業數字化、自動化和智能化的“戰爭”開始打響。

“工業4.0”被解讀為繼蒸汽技術、電力技術、信息技術革命后的第四次工業革命。它描繪的是這樣一幅“藍圖”：在未來工廠中，人類、工件和生產設備將彼此通信，生產線將實現全面網絡化并自主控制生產過程，不僅顯著縮短研發周期、提高生產效率、提升產品質量、減少資源使用，使經濟效益最大化，更核心的是從大規模批量生產，轉向對個性化需求的滿足。

比照上述標準，工信部賽迪研究院裝備工業研究所所長左世全認為，全球在“工業4.0”領域最具代表性的企業是西門子（SIEMENS）和GE。左世全是工信部“制造強國戰略”研究項目參與者之一，而該項目正是《中國制造2025》的前身。

不過，“盡管GE從物聯網角度切入，主攻智能服務，符合廣義的‘智能制造’概念，但西門子更偏重工廠生產方式的變革，抓住了‘工業4.0’的核心。”5月3日，左世全在接受界面新聞記者采訪時稱，目前在控制系統和工廠生產解決方案上更占優勢的西門子，更接近“工業4.0”的要求。

作為“德國制造”的代名詞，西門子得益于德國政府的主推，在智能制造領域先試先行。這家擁有近170年歷史的工業企業，正在進行“由硬到軟”的轉變。

不同于以往單純依靠電氣工程技術，西門子已將信息技術作為業務主驅動。其瞄準物聯網、云計算、大數據等技術，集成了目前全球先進的生產管理系統，以及生產過程軟件套件和各類硬件。如西門子產品生命周期管理（PLM）軟件、工業設計軟件（Comos）、全集成自動化工程軟件（TIA）、過程控制系統SIMATIC PCS 7和仿真軟件Simit等等。

盡管西門子曾表示，其將在2030年才能真正步入“工業4.0”，但對于仍在摸索初期的中國企業，依然值得借鑒。

自己生產自己

在德國巴伐利亞州東部小城紐倫堡，有一座外形毫不起眼的電子制造工廠，卻被稱為歐洲乃至全球最先進的工廠之一。

成立于1989年的安貝格電子制造工廠（德文縮寫：EWA），是西門子旗下最重要的Simatic可編程邏輯控制器（PLC）及相關產品生產基地。目前，其生產的產品型號超過1000種。這些產品用于控制機械設備和實現生產過程自動化，可節省時間和資金，并提高產品合格率。

依賴于自動化系統生產效率提升，自投產至今，安貝格在工廠生產面積始終保持約一萬平方米、員工數量保持約1200名不變的情況下，產能提升了八倍。在三班制生產中，安貝格每年生產約1500萬件Simatic產品。按每年生產230天計算，平均每秒就能生產出一臺控制設備。

產品合格率亦大幅提高。相比于該工廠成立最初的每百萬次電子產品加工過程出錯500次，現在出錯率只有12次。

“安貝格是自己生產自己。”該工廠產品工程師ChristophRaum介紹稱，Simatic設備不僅在安貝格工廠被大量生產，而且遍布自身生產線，控制Simatic產品的生產過程，從而實現自身生產的高度自動化。

在安貝格工廠內部，所有生產線和員工辦公區域有機分布其中。尚處于生產過程中的設備工件，在錯綜復雜的自動化傳輸線上有序流轉，它們像“自然人”一樣，明確知道自己的目的地。在每一個分岔路口，工件會暫停1-2秒，然后選擇正確的去向。

Christoph解釋稱，生產線上的所有工件都已在虛擬環境中進行規劃，有自己的“名稱”和“地址”，具備各自的身份信息，因此“知道”什么時候、哪條生產線或哪個工藝過程需要它們。工件在運輸線分岔路口暫停，是在識別去向信息。

到達加工中心后，工件被識別出來，生產設備實時調用所需要的全部加工信息，并自動調整生產參數。加工過程中，產品的所有相關數據，都儲存在自己的“數字化產品記憶庫”中，以便精確追蹤生產的每個步驟。加工完成后，通過光學設備或其它測量設備對工件自動進行檢測，在現場發現并剔除不合格的產品。

如果機器設備需要補給或者維護保養，則在缺料或故障產生之前發出請求。系統會記錄所使用的資源數量，并對庫存及時更新。

在安貝格工廠的整個生產過程中，生產設備和計算機自主處理了75%的流程工作，剩余工作則由人工完成。例如在生產過程之初，員工需要用手工將印刷電路板安裝在生產線上。

界面新聞記者注意到，在生產線中，亦有一些來自美國自動化生產商Adept的工業機器人手臂在一個個小型透明玻璃工作間中，為生產線上流動的工件裝載元器件。

盡管如此，安貝格工廠依然強調人工的重要性。“即便在高度自動化的生產環境中，人類的創造力、經驗，以及評估判斷實際狀況的能力暫時還不能被機器人替代。”Christoph告訴界面新聞記者，出于現有機器人的發展水平，以及綜合成本考慮，安貝格暫時無法引進更多機器人作業。

輸出“工廠數字化”

除了建造自己的數字化工廠，西門子還有意為朝著“數字化”方向轉型的傳統企業輸出全套解決方案，從而使自身成為全球數字化企業的總攬平臺。

德國啤酒享譽全球，可追溯至中世紀的傳統釀酒行業成為西門子自動化解決方案瞄準的首選市場。

在德國巴伐利亞州首府慕尼黑，有一座600余年歷史的老牌啤酒廠Spaten Brewery（涌泉啤酒廠），去年啤酒的產量為2.5億升。在德國激烈的啤酒行業競爭中，其市場份額穩居前十。

啤酒的釀造過程包括原料制備、糖化、發酵、過濾、灌裝、口味測試等復雜過程。幾個世紀以來，人們想要暢飲高品質啤酒，只能倚賴釀酒大師對啤酒花、麥芽、酵母和水的精準掌控。人為因素的不確定性，并不能保證同一個品牌的啤酒始終具備同一種口感。

“這個行業需要全自動化工藝，在糖化和發酵過程中精準控制溫度、壓力、時間、濃度、電導率和稱重等可比參數。”涌泉啤酒廠的員工Andreas Huber告訴界面新聞記者，這不僅能降低成本，增加產量，而且將人為出錯的可能性降至最低，確保品質的穩定性。

涌泉啤酒廠采用的是西門子提供的BRAUMAT過程控制系統。這是西門子面向食品飲料等過程行業開發的全集成控制系統，具有批次管理和配方管理功能。

西門子工業自動化集團自動化系統部食品飲料行業管理及業務拓展經理Werner Hasenschwanz介紹稱，利用BRAUMAT的批次報表功能和操作記錄系統，所有相關工序的數據都能全部記錄和歸檔。“一瓶啤酒口味上的偏差，最終都可能追溯到一批麥芽或啤酒花的質量問題，或是某一生產班次操作故障，為食品安全提供保障。”

為了實現預期中的控制和監測功能，啤酒廠首先在釀酒產線的各個環節，安裝西門子Simatic控制器。大量的Simatic控制器實時接收、記錄、計算生產數據，并將其傳送至監控面板。

這套自動化監測系統運作后，涌泉啤酒廠所需人力大幅減少。每道工序只有1-2名操作員坐在屏幕前監控生產線上傳送出來的實時數據。發現數據偏差后，操作員立即進行干預處理。

對于不同的產品需求，BRAUMAT系統在配方/訂單管理系統中，通過靈活、直觀的圖形化配方編輯，和基于批次的訂單管理予以實現。工藝工程師可以修改工藝參數，定制生產流程，調試生產全新的產品，從而滿足個性化需求，而這正是“工業4.0”的核心目標之一。

這套系統已進入中國市場。百威英博（ABInBev）武漢工廠引入BRAUMAT系統后，年產能從40萬噸大幅提高至80萬噸，在百威英博全球200多家工廠評比中，生產效率、產品質量、物流效率等綜合指標排名第一。

在今年4月底舉辦的漢諾威工業博覽會上，西門子重點展示了“數字化企業”軟件套件的解決方案。這些方案對企業的產品生產流程進行數字化，從設計、工程，到測試和生產，均通過數字化企業平臺（包含NX、PLM、MES等軟件套件）實施高效管理。

西門子的技術員劉鍇對界面新聞記者稱，企業在研發新品時，需要在生產大量樣品的基礎上進行改進。但通過數字化企業平臺進行虛擬設計，則無需生產樣品，可節省大筆資金，且能夠實現更快的產品上市速度、定制化產品設計，提升生產效率。

MindSphere（西門子工業云）是西門子最近推出的數字化企業軟件套件新品。這是一個工業數據開放平臺，機械設備制造商及工廠建造者，可以通過一款名為“MindConnect Nano”的數據網關，將關鍵設備乃至整個工廠的數據連接至MindSphere，從而監測其設備機群，以便在全球范圍內有效提供服務，縮短設備停工時間，并據此開拓新的商業模式。目前該平臺已完成內測，進入公測階段。

“工業云”在行業內并不新鮮，美國GE、PTC、IBM、惠普，德國SAP，以及中國華為等公司均已推出類似概念的產品。業內更為關注的是，大量企業和產品數據傳至云端后，如何保證其不被黑客攻擊盜取？

西門子數字化工廠集團首席技術官Bernhard Quendt在回答包括界面新聞在內的媒體團提問時稱，“解決方案永遠不會把生產數據泄露出去，西門子會采取措施確保客戶始終與它希望連接的對象保持連接。”

Bernhard稱，“西門子將根據實際需要連接設備，而不是盲目連接所有設備。但也可以幫助客戶通過合適的方法來確定他們希望開放的內容。”

不過，西門子亦承認，“沒有任何計算機系統能夠做到絕對安全”，僅能盡最大可能降低網絡安全風險。

平臺為王

任何數字服務都必須倚賴一個強大的技術平臺。平臺的搭建，成為企業走向“工業4.0”的基礎，也是核心競爭力。

西門子將其所有的遠程分析和維護服務融合在一個名為Sinalytics的平臺上。該平臺聚集了數據集成與分析、聯網和網絡安全所需的所有技術組件。Sinalytics被連接安裝在世界各地的西門子系統中，并對其進行遠程監控和服務，通過設定的數據分析方法，預測和預防設備故障，從而縮短維護間隔。

西門子中央研究院知識模塊化業務主管Michael Skubacz稱，目前西門子在交通燈控制裝置、機車、計算機斷層掃描儀（CT）、燃氣輪機、風機等幾乎所有業務領域，擁有超過30萬臺聯網設備。

西班牙鐵路公司Renfe，負責在馬德里和巴塞羅那，以及馬德里和馬拉加之間26輛西門子Velaro E高速列車的運行。該公司通過Sinalytics進行預測性維護，列車準點率提升至99.9%。該準點率使得Renfe為客戶提供了頗為獨特的“晚點退票政策”，即如果列車晚點15分鐘以上，乘客可獲得全額退票。

作為美國“工業互聯網”主導企業，GE的數據監測分析過程則是通過一個名為Predix的軟件操作平臺進行。

GE企業對外傳播總監華春牧向界面新聞記者表示，Predix由GE與英特爾、思科、華為等多家企業聯合開發，耗資十幾億美元。該平臺負責將各種工業資產設備和供應商相互連接并接入云端，從而為其提供資產性能管理和運營優化服務。

例如在油氣領域，長距離的管道運輸存在安全隱患，油氣運營商只能通過人員定期檢修線路的方式排除。會出現工作疏漏，動輒上千上萬公里的管道，要耗費的人力物力也不小。

GE的辦法是，在油氣管道中置入大量傳感器，并讓其隨油氣一起流動，從而能夠感知管道內的流速、壓強、溫度等各項安全指標，并將數據實時傳送到終端；接著，GE通過其自主研發的Predictivity軟件，建立模型，然后對大量數據進行分析，如果數據超標，則立即發出預警。而該軟件正是在Predix平臺上運行。

華春牧告訴界面新聞記者，Predix平臺自2014年開放，起初僅針對AT&T、軟銀等部分企業，自去年起，已面向所有企業開放，“各行各業的企業都可以通過Predix創建和開發自己的工業互聯網應用。”他說。

“中國要大力發展智能制造，目標是明確的，但當務之急是要把技術平臺搭建起來。”左世全對界面新聞記者稱，中國缺少像西門子、GE這樣可以擔當牽頭重任的大企業，但政府可以主導現有的軟硬件提供商和系統集成商形成聯盟，共同建設自主研發的技術系統，并攻克標準化和應用問題。

此次漢諾威博覽會，吸引了數百家中國企業漂洋過海前來布展。除了華為和富士康等少數幾家知名大企業外，絕大部分中國參展企業的展位僅為幾平方米的格子間，多數只有一兩位工作人員閑坐其中，等待詢訪。大多門庭冷清，與占地3500平方米、美國總統奧巴馬和德國總理默克爾站臺的西門子展區，形成強烈對比。

左世全認為，雖然“中國制造2025”與“工業4.0”并非同一個概念，但對實現智能制造的指向性是相同的。中國企業與國際大企業有較大差距，既有企業自身原因，也有國有體制對某些超大型工業企業的束縛因素，但更關鍵的是政府在行業發展的頂層規劃和執行層面尚有較大的可為空間。

“企業有心乏力，需要政府引導推動。”左世全稱，在工業4.0領域，美國模式是企業主導的商業力量驅動，德國模式是政府主導的框架執行驅動，鑒于自身實際情況，中國更應效仿德國模式，在信息物理系統（CPS）、標準化、信息安全，以及傳感、控制和可視化信息數字平臺等關鍵共性技術方面取得突破。