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西門子代理商 南京西門子一級代理商 南京西門子一級代理商
眾多常見物品和機器中都裝配了微型計算機,這些計算機控制著它們的運轉(zhuǎn),同時可以啟用各種有用的應(yīng)用軟件。越來越多的此類嵌入式系統(tǒng)逐漸聯(lián)系起來,匯聚成一個“物聯(lián)網(wǎng)”。展望未來,在網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)互聯(lián)互通的各類機器將推動生產(chǎn)、能源分配和交通系統(tǒng)發(fā)生重大變革。
單片機無處不在。單片機本質(zhì)上是內(nèi)嵌于機器中的微型計算機,它們統(tǒng)御著迅速擴張的功能王國。舉例而言,在洗衣機中,單片機可以讀取衣物標簽上的電子 標簽,從而識別出衣物質(zhì)地是免燙材料,還是羊毛。利用其他傳感器傳遞的信息,單片機能夠判斷衣物的臟污程度。它們還可以控制洗滌強度,并確保機蓋蓋嚴。
借助RFID芯片,西門子物流中心可對進貨進行自動登記。
幾乎在所有的機器中都可以找到嵌入式單片機的身影,小到DVD播放器和電動工具,大到汽車和計算機斷層掃描儀,都離不開它們。單片機在體積和處理能 力上有別于個人計算機。嵌入式系統(tǒng)通常配備單片機、內(nèi)存及用于與外界交互的接口,但是它們在體積上要遠遠小于個人計算機。通常情況下,整個電子電路就集成 于一枚芯片上。盡管此類單片機的外觀十分小巧,它們卻可以憑借軟件的力量輕而易舉地控制機器,甚至駕馭復(fù)雜機器也不在話下。
“幾十年后,人們將很難再看到不帶內(nèi)嵌計算機的工業(yè)產(chǎn)品。”德國計算機科學(xué)家Karl Steinbuch早在1966年時便如此預(yù)言。如今他的預(yù)言早已成真,德國行業(yè)協(xié)會Bitkom和羅蘭•貝格管理咨詢公司的數(shù)據(jù)顯示,目前全球嵌入式系 統(tǒng)的市場總額約達2000億歐元,并且這個數(shù)字仍在迅速增長。
嵌入式系統(tǒng)對于西門子而言尤為重要,因為西門子出售的幾乎所有產(chǎn)品中都配備了這種小到近乎看不到、碰不著的袖珍計算機,從醫(yī)療設(shè)備和自動化設(shè)備,到樓宇管理系統(tǒng)、列車、配電系統(tǒng)和輪機,不一而足。
塑料加工公司Rehau AG 利用RFID系統(tǒng)實時監(jiān)測生產(chǎn)。
與普通計算機一樣,單片機依靠軟件工作,西門子在該領(lǐng)域積累了深厚的專業(yè)特長。公司現(xiàn)有17000名程序員,每年在軟件研究方面的投資約達20億歐 元。同時,西門子在這一領(lǐng)域的活動并不局限于嵌入式系統(tǒng)。“我們是歐洲僅次于SAP的第二大軟件公司。”西門子企業(yè)發(fā)展部的Gerhard Kress如是道。
在該領(lǐng)域,西門子的重心逐步向所謂的“行業(yè)IT”信息解決方案轉(zhuǎn)移,也就是“針對具體領(lǐng)域量身打造的信息技術(shù)解決方案。”Kress介紹說。他還指 出“相對而言,通用IT同時適用于很多領(lǐng)域。比如說Microsoft Office軟件,以及采購、銷售、資源調(diào)度和數(shù)據(jù)庫管理方面的各種軟件。西門子的重心不在此類解決方案和應(yīng)用上。”
通常情況下,行業(yè)IT以嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)進行構(gòu)建,并不斷向用戶提供新功能。例如,有了嵌入式智能技術(shù)以后,操作一臺現(xiàn)代化CT掃描儀的醫(yī)生可以在 本地監(jiān)視器上查看機器生成的掃描圖像,同時該數(shù)據(jù)還可以通過集成的外部接口傳輸?shù)皆\斷軟件,例如西門子的syngo.via。醫(yī)生掌握此類數(shù)據(jù)后,可以更 好地診斷病情,例如他們可以將患者的掃描圖像與之前的圖像進行比較,再做出判斷。“這為醫(yī)生帶來了更大好處,同時還可促進我們的硬件銷 售。”Kress表示,“這樣,行業(yè)IT已經(jīng)成為西門子的競爭優(yōu)勢。”
客戶同樣也將受益于行業(yè)IT的優(yōu)勢。例如,某家汽車制造商通過引進西門子的*工程解決方案,已經(jīng)成功地將研發(fā)時間縮短近一半之多。這些解決方案 包括面向設(shè)計、計算和模擬的NX軟件;在產(chǎn)品生命周期內(nèi)管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)的Teamcenter軟件;面向工廠設(shè)計和生產(chǎn)自動化的Tecnomatix和全集 成自動化(TIA),以及面向工廠實時過程的SIMATIC IT系統(tǒng)。
上述系統(tǒng)不僅可以在產(chǎn)品研發(fā)中大顯神威,汽車制造商還可以用它們來設(shè)計新工廠,優(yōu)化生產(chǎn)率,乃至在虛擬環(huán)境中開發(fā)機器。這樣既節(jié)約了時間和成本,還能避免人為失誤。此外,從制造過程中采集的信息可以饋回研發(fā)流程,進而促進產(chǎn)品的改進。
“通用IT市場的年增長率大概是4%,但是行業(yè)IT的增長速度為9%。” Kress指出。正因如此,行業(yè)IT才成為“西門子IT變革”的核心,這項變革計劃旨在開辟介于西門子傳統(tǒng)解決方案與通用IT之間的新市場。
當樹也會“講話”的時候。人類在很久以前就掌握了全球數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(或稱互聯(lián)網(wǎng))?,F(xiàn)在機器也要實現(xiàn)同樣的創(chuàng)舉了。 在物聯(lián)網(wǎng)日益開疆拓土的趨勢下,這種愿景正在變成現(xiàn)實,比如,有些智能化控制中心已經(jīng)開始利用自己的接口直接與其他中心通信。“我們預(yù)計到2020年,將 有500億臺設(shè)備實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。”愛立信*執(zhí)行官Hans Vestberg稱。愛立信公司甚至在樹木上安裝了嵌入式系統(tǒng),目的是讓樹可以向互聯(lián)網(wǎng)傳遞信息。“假如你經(jīng)營著一家林業(yè)公司,如果你能了解樹的感受,這 是不是會很有用?”
2011年夏季,西門子和德國科普雜志《Spektrum der Wissenschaft》同樣為愛爾蘭根植物園中一株已經(jīng)生長150年的橡樹裝上了測量裝置。安裝在樹上的可吸入顆粒物傳感器和臭氧測量計可以記錄環(huán)境 數(shù)據(jù),同時由氣象站和網(wǎng)絡(luò)攝像頭協(xié)助其工作。通過WiFi網(wǎng)絡(luò),這棵橡樹將自己的數(shù)據(jù)發(fā)送給一臺計算機,計算機對數(shù)據(jù)進行評估,然后便能檢測出這棵樹在特 定時間的健康狀況?;ヂ?lián)網(wǎng)用戶可以直接查看相關(guān)信息,這棵“會說話的樹”經(jīng)常在Facebook和Twitter上更新動態(tài),它還會向Flickr上傳照 片,向YouTube上傳視頻。
當然物聯(lián)網(wǎng)的本領(lǐng)遠遠不止于使橡樹與人互動。實際上,整座風(fēng)電場的機器之間也可以進行通信。比如,在某座風(fēng)電場中,運營商并沒有讓每臺發(fā)電機滿負荷 運轉(zhuǎn),而是利用西門子的軟件來使發(fā)電機可以相互交換數(shù)據(jù),最終既能最大限度提高風(fēng)電場的發(fā)電量,又能最大限度地減輕某些組件的磨損。
醫(yī)生可以在并非用于診斷目的的平板電腦或監(jiān)視器上觀察患者影像,并將它們發(fā)送到其他地方。
智能電網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)大顯身手的另一個領(lǐng)域。比如,將來,洗衣機和制冷系統(tǒng)等用電設(shè)備將與互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)通信,從而平衡電力供需關(guān)系。西門子和電力公司 Allgäuer überlandwerk GmbH目前就在測試一個類似的智能電網(wǎng),測試工作已經(jīng)進行一年多。“這里的情形如同人們期望2020年能在德國看到的情景一樣。”Allgäuer* 工程官Michael Fiedeldey透露。
到那時,汽車有可能也會實現(xiàn)彼此通信,與周邊環(huán)境通信,通過這種通信來避免交通事故,確保交通通暢。舉例而言,如果交通堵塞超過了一定程度,車輛會通過無線網(wǎng)絡(luò)向后面的車輛發(fā)出提醒。機器還會與其他機器通信,做好緊急救助的準備。
制造業(yè)的變革。很多工業(yè)領(lǐng)域也對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)躍躍欲試,究其原因,是因為物聯(lián)網(wǎng)可以推動制造業(yè)實現(xiàn)真正意義上的變 革。德國聯(lián)邦政府的高科技戰(zhàn)略舉措中有一項行動叫做“工業(yè)4.0”,西門子也是其參與成員之一。這個行動的*就持此觀點。“工業(yè)4.0”的愿景是構(gòu)建 以分布式智能為特色的體系,在該體系下,工廠將擺脫集中生產(chǎn)模式。
在這一藍圖中,待處理部件和制造機器將進行對話,借此自行優(yōu)化制造工藝。“每件原材料上都有一個很小的嵌入式系統(tǒng),這個系統(tǒng)相當于一個微型Web服 務(wù)器,它配備一個無線接口,可以看做是它的數(shù)字化內(nèi)存。” 德國人工智能研究中心(位于Saarbrücken)負責(zé)人Wolfgang Wahlster教授說道,“嵌入式系統(tǒng)可以確切地判斷出應(yīng)該如何處理原材料產(chǎn)品,然后單獨向工廠中的相應(yīng)機器請求所需的操作。”
在不遠的將來,通過與周遭設(shè)備通信,包裹能在物流網(wǎng)絡(luò)中自己找到運輸路線。
在歷經(jīng)機械化生產(chǎn)、大規(guī)模電氣化生產(chǎn)和生產(chǎn)工藝的電子自動化之后,第四次工業(yè)革命將是物聯(lián)網(wǎng)和分散式控制的舞臺,它們所具備的靈活性會讓單件產(chǎn)品的制造也有利可圖。這種趨勢必將有助于高收入國家創(chuàng)造就業(yè)機會,保持競爭優(yōu)勢。
與此同時,工廠中執(zhí)行同類任務(wù)的機器也將能在生產(chǎn)線與生產(chǎn)線之間靈活切換,而無需中央控制系統(tǒng)干預(yù)。Wahlster套用PC領(lǐng)域的“即插即用”術(shù)語將之稱為“即插即產(chǎn)”。
西門子目前在負責(zé)一個歐盟項目的協(xié)調(diào)工作,項目名為“應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)”,該項目旨在促進生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)靈活的物聯(lián)網(wǎng)。在“工業(yè)4.0”框架下,西門子還參 與了RES-COM項目(依托情景觸發(fā)的機器對機器通信節(jié)約資源)。該項目由Wahlster牽頭,由德國聯(lián)邦教育與研究部撥款實施,其初衷在于促進能 源、淡水、空氣和原材料等寶貴資源得到高效利用。
“但是如果有人認為物聯(lián)網(wǎng)只會采集傳感器數(shù)據(jù),那他就錯了。”西門子中央研究院的Joachim Walewski說道,“它還必須要輸出具有可操作性的信息。”比如說,如果材料運送車輛中的傳感器只知道如何識別紅燈,那還不夠。系統(tǒng)必須能知道這輛貨 車在朝哪個方向行駛,知道前方有交通燈,同時系統(tǒng)還要做出正確判斷,也就是說現(xiàn)在需要剎車了。
位于多特蒙德的弗勞恩霍夫物流研究院院長Michael ten Hompel教授將數(shù)據(jù)包比喻為貨物集裝箱,并喜歡用“互聯(lián)網(wǎng)物流”這個詞。在不遠的將來,包裹通過與周邊環(huán)境設(shè)備進行通信,自己就可以在物流網(wǎng)絡(luò)中找出 運輸路線。“如此一來,緊急的貨物會得到更快的運輸,其他包裹則需要等待。”他介紹道。集裝箱中的嵌入式系統(tǒng)配備有微處理器、傳感器并無線連網(wǎng),它們不僅 可以找到正確的運輸路線,還具有其他功能,比如利用溫度傳感器監(jiān)視易腐貨物,從而充當產(chǎn)品存儲器。
“云”在未來的物流領(lǐng)域也將發(fā)揮核心作用,這個概念是通過互聯(lián)網(wǎng)按需獲取處理能力、軟件和存儲空間。“所有與貨物搬運和送貨有關(guān)的IT流程都將轉(zhuǎn)移 到云中。” ten Hompel說,“那么,比如說RFID掃描儀,它不會連接到倉庫中的某臺服務(wù)器,而是連接到云中的計算機。”在從產(chǎn)地運輸?shù)绞肇浀攸c的過程中,貨物將全 方位獲取服務(wù)市場的信息,頗似軟件模塊記錄貨物的到貨情況,并將該信息存儲到數(shù)據(jù)庫中。這樣的小應(yīng)用可以像樂高積木一樣,根據(jù)需要組合成更為復(fù)雜的服務(wù), 很多供應(yīng)商會提供此類服務(wù)。
面向所有人的服務(wù)。這正是“服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)”背后的構(gòu)想。在這種構(gòu)想下,全球計算機網(wǎng)絡(luò)將演變成一個龐大的軟件模塊 庫,所有模塊均采用標準化接口,因此這些模塊可以輕松地進行組合,構(gòu)成更高級的服務(wù)。為實現(xiàn)上述目標,Michael ten Hompel的研究院已經(jīng)嘗試對杜伊斯堡的一座配送倉庫進行改造,為其配置了云技術(shù)。
“我們的云服務(wù)器以各種軟件模塊為載體,支持31種‘業(yè)務(wù)對象’。比如,它們包括倉庫管理和貨物接收方面的軟件。這些軟件模塊是由十幾家供應(yīng)商提供 的,但是它們?nèi)孔裱榷ǖ臉藴剩钥梢暂p松地進行集成。”ten Hompel說。這座倉庫只用兩周時間便改造完成,可以開門營業(yè),而通常情況下,倉庫改造工程可能需要長達數(shù)月的時間。
風(fēng)力發(fā)電機可以互相“交談”,從而優(yōu)化產(chǎn)能。在愛爾蘭根,一株裝有測量裝置的橡樹常常在“Twitter”上更新動態(tài),報告自身狀況。
未來的服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)可能同樣會讓我們過上更舒適的生活。比如,一些研究人員預(yù)見到一個可以為所有人提供靈活組合的服務(wù)的網(wǎng)上市場。假如某個家庭的供熱 系統(tǒng)出現(xiàn)故障,戶主不必再聯(lián)系工人上門維修,而只需在服務(wù)平臺上發(fā)一條幫助請求。系統(tǒng)利用語義技術(shù),能夠根據(jù)季節(jié)和天氣預(yù)告判斷問題類型和嚴重程度。然 后,系統(tǒng)會根據(jù)所有相關(guān)維修工的日程安排自動查找到合適的維修工,并安排這次維修服務(wù)。實現(xiàn)上述構(gòu)想的前提條件是推行“統(tǒng)一服務(wù)描述語言”(USDL)中 所載的標準化服務(wù)描述。USDL是在德國“Theseus”IT研究項目框架下開發(fā)出的一種語言,西門子在其開發(fā)中發(fā)揮了重要作用。
同樣,成長于互聯(lián)網(wǎng)中的自主服務(wù)也將在未來的智能電網(wǎng)中發(fā)揮重要作用,其形式是軟件代理,這種代理可以代表消費者和電力生產(chǎn)者獨立完成電能的購買與銷售交易。此類網(wǎng)上電力交易的電價將不只取決于供需狀況(目前則取決于供需狀況),還會考慮到以往經(jīng)驗和預(yù)測數(shù)據(jù)。
放眼未來,互聯(lián)網(wǎng)中的海量數(shù)據(jù)將成為新型服務(wù)的基礎(chǔ)。屆時我們可能會看到根據(jù)不同季節(jié)的日常用電需求模型而為建筑物和家庭用戶提供的服務(wù),根據(jù)每天 不同時段的交通量為交通規(guī)劃師提供的服務(wù),以及根據(jù)天氣預(yù)報數(shù)據(jù)為樓宇自動化系統(tǒng)提供的服務(wù)。例如,如果建筑物能預(yù)先了解天氣轉(zhuǎn)暖情況,便可以提前逐步調(diào) 低供熱溫度。
能積累經(jīng)驗的網(wǎng)絡(luò)甚至可以探明即將發(fā)生的組件故障。例如,西門子的燃氣輪機利用數(shù)千只傳感器向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中饋入數(shù)據(jù),從而可以監(jiān)視自身的運轉(zhuǎn)情況,最終達到優(yōu)化發(fā)電機效率的目的。
西門子從全世界近400家工廠采集此類數(shù)據(jù),然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)來預(yù)測部件的損耗情況,確保在部件發(fā)生故障以前就予以更換。有了預(yù)防性維修,便能避免讓人措手不及的故障——讓機器具備報告自身狀況的能力,大有裨益!