工業(yè)連接

西門子智慧工業(yè)之路

ainet.cn   2009年09月02日

  從1945年美國研制出第一臺計算機開始,由機器代替人腦進行計算成為發(fā)展方向,并因此產(chǎn)生了第四次產(chǎn)業(yè)革命。之前的三次產(chǎn)業(yè)革命,分別是由蒸汽機所代表的機械動力、電力和原子能的發(fā)明所帶動的。而這一次產(chǎn)業(yè)革命,使人類所制造的機械,不僅僅能夠產(chǎn)生強大的動力,更重要的是,它使人類的思維在機器的幫助下得以超越局限。到現(xiàn)在,這個被人們稱之為電腦的產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人類生產(chǎn)和生活的各個方面,而這個新的產(chǎn)業(yè)時代,我們稱之為“信息時代”,因為信息技術(shù)已經(jīng)成為經(jīng)濟發(fā)展的主要原動力。

  劉慈欣在他的科幻小說《三體》中有這樣一個觀點,人類的各個文明發(fā)展階段,是以加速度的方式進化的。從直立行走到建立簡單的文明社會,人類花了幾百萬年的時間;從農(nóng)業(yè)文明進化到工業(yè)文明,經(jīng)過了幾千年的時間,而從工業(yè)文明到原子文明,只用了短短二百年的時間;從原子文明到現(xiàn)在的信息時代,只是彈指一揮間,人間已經(jīng)滄海桑田了。這種進化的加速度能維持多久?人類的科技還將以更快的速度加倍創(chuàng)新嗎?無論是科學(xué)家還是科幻小說家,都沒有能夠給出確定的答案,他們只是在不同的程度上,對我們文明的未來抱有悲觀的態(tài)度——人類發(fā)明了電腦,而最終在追求對人類的思維、智能乃至情感的模擬的過程中,人類和自己一手創(chuàng)造的機械智能陷入了史無前例的戰(zhàn)爭,并最終一敗涂地……

  這場戰(zhàn)爭將在何時爆發(fā)?斯皮爾伯格的電影《人工智能》的開頭中,當(dāng)南北極的冰川融化淹沒整個地球的大部分表面的時候,科學(xué)家說,很久很久以前,人類制造了一部計算機,并且和它下棋,他的聽眾哄堂大笑。可是,如果人類文明加速度的理論是真的,這場戰(zhàn)爭可能離我們并不會太遙遠。盡管從計算機的發(fā)明到現(xiàn)在,才剛剛過去了半個世紀(jì),智能已經(jīng)遍及我們生活的所有角落。

  一

  信息化是中國工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方針,中共十四大到十五大提出推動國民經(jīng)濟的信息化,十六大提出以信息化帶動工業(yè)化、以工業(yè)化促進信息化的發(fā)展戰(zhàn)略,十七大進一步提出了大力促進信息化和工業(yè)化的融合。

  而信息化和工業(yè)化的融合,有兩方面的意義,一是生產(chǎn)過程的信息化,以智能化的控制和管理手段,達到提高效率和節(jié)能減排的目的;其次就是生產(chǎn)產(chǎn)品的智能化。很顯然,在企業(yè)走向現(xiàn)代化的過程中,實現(xiàn)智能化是非常重要的一個途徑和方向,因為智能化會給人們帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

  2007年西門子收購了產(chǎn)品生命周期管理 (PLM)軟件和服務(wù)提供商UGS公司,這次并不太為人所知的收購,對于西門子來說非常重要,因為這項收購使得西門子成為一個可以為制造業(yè)提供端到端的軟件和硬件組合的提供商,它所提供的系統(tǒng),可以用于開發(fā)一個產(chǎn)品所涉及的所有過程——從技術(shù)設(shè)計到生產(chǎn)規(guī)劃和操作的模擬,為產(chǎn)品的整個生命周期提供了一個集成、協(xié)作的環(huán)境。

  如果去西門子位于德國紐倫堡附近的幾個工廠參觀的話,就會發(fā)現(xiàn),在廠房里現(xiàn)場工人的數(shù)量很少,幾乎全部實現(xiàn)自動化控制?!坝米约旱漠a(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)品”就是西門子員工對于企業(yè)進行智能化生產(chǎn)覺得最為驕傲的地方。工廠大型的物流系統(tǒng)往往令參觀者驚嘆不已,全部的元器件供應(yīng)由一個高度自動化的立體倉庫和全程物流傳送帶組成,工作人員需要做的只是在其計算機終端上輸入元器件的供料請求。

  二

  更加大型的智能化的傳送系統(tǒng),我們在北京可以看到,任何一個從外地搭飛機來到北京的人,都可以感受到。西門子工業(yè)系統(tǒng)及技術(shù)服務(wù)集團機場物流部項目總監(jiān)JeffMartin先生說:“毫不夸張地說,首都機場T3航站樓的行李處理系統(tǒng),比建筑本身更像是工程奇跡,它絕對是世界上最尖端的行李運輸系統(tǒng)之一。”

  他的話沒有夸張的成分。在歐洲,單體航站樓最大的行李處理系統(tǒng)是英國倫敦希斯羅機場的T5航站樓,每小時可處理1.2萬件行李,每年旅客吞吐量3000萬人,可是它的建造耗時也達到了驚人的20年。在西門子接下T3航站樓行李處理系統(tǒng)項目的時候,T1和T2航站樓的規(guī)模和效率,早已不能滿足進出北京的客流的需要,更無法承擔(dān)即將因為奧運而涌入北京的來自世界各地的游客。最后,西門子花了兩年半的時間,建成了這個世界上最先進的機場行李處理系統(tǒng),每小時可處理1.92萬件行李,旅客吞吐量高達5000萬人。

  這個巨大的行李處理系統(tǒng)由出港、中轉(zhuǎn)、進港行李處理系統(tǒng)和行李空筐回送系統(tǒng)、早交行李存儲系統(tǒng)組成,占地面積約120000平方米,總長度約68km,傳輸速度可達10米/秒,覆蓋T3A、T3B和隧道三個建筑物。為適應(yīng)T3航站樓高峰時段124架次航班的運載能力、平均每30秒鐘航班起落要求,行李系統(tǒng)達到每小時始發(fā)行李處理19200件,每小時中轉(zhuǎn)行李處理7500件,每小時再值機行李處理3000件的能力。

  西門子說,能夠建成這樣的系統(tǒng)以及擁有能夠在2年半的時間內(nèi)建成如此復(fù)雜和高智能的處理系統(tǒng)的能力,其中一個重要的原因,是它在紐倫堡附近興建的一座占地8500平方米的“西門子機場實驗室”,是世界上首家為機場運營商和航空公司服務(wù)的集創(chuàng)新、規(guī)劃和測試為一體的模擬機場。

  三

  2006年10月31日,西門子中國研究院正式掛牌成立,計劃在未來3到5年的時間里,投資8億元人民幣擴展在北京和上海的研發(fā)活動。研發(fā)工作將主要集中在交互設(shè)計和技術(shù)、軟件與工程、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線接入技術(shù)和方案、自動化與新興技術(shù)以及一些正在討論之中的開發(fā)項目,例如混合電動汽車、智能交通管理和有機發(fā)光二極管。

  從1872年向中國提供指針式電報機,接到在華的第一筆訂單以來,中國市場在西門子的全球戰(zhàn)略中顯然占據(jù)著越來越重要的地位。在徐亞丁這位在西門子工作了20多年的研究院院長的領(lǐng)導(dǎo)下,西門子研究院在中國的研究創(chuàng)新在努力尋找那20%的中國特色,在徐亞丁的眼中,這20%的與眾不同之處,有可能幫助中國完成跨越式的增長,并在未來成為世界的主流。

  在西門子先生發(fā)明了發(fā)電機之后的100多年,這家公司形成了以能源環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施與自動化和醫(yī)療為主的三大業(yè)務(wù)支柱。如今西門子在中國的業(yè)務(wù)重心,也以這三項業(yè)務(wù)為主,而我們可以看到,在許多項目中都滲透了智能化的技術(shù)。北小河污水處理水廠位于北京北部的亞運村中心地帶,西門子于2006年6月初從北京排水集團獲得了北小河污水處理廠改擴建項目。該項目是“綠色奧運”項目的一部分,西門子為北小河污水處理廠提供了最先進的膜生物反應(yīng)技術(shù),經(jīng)過處理的水最終為2008北京奧運會提供景觀和綠化用水。西門子的膜生物反應(yīng)技術(shù)集創(chuàng)新的膜技術(shù)與傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)于一體,經(jīng)過處理的污水將達到高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),并直接用作景觀用水。最為關(guān)鍵的是,經(jīng)過處理的水不會對人體健康造成任何危害。該擴建項目對于北京市北部生態(tài)環(huán)境的改善做出了重要的貢獻。

  在醫(yī)療設(shè)備方面,西門子正在研發(fā)一種新型的計算機斷層掃描儀,速度比以往的同類產(chǎn)品高,成像所需要的放射量也會少很多。據(jù)介紹,這種新型的掃描儀掃描胸腔只需要0.6秒的時間,而接受掃描的病人甚至不需要像以往那樣屏住呼吸?!皬那?,從準(zhǔn)備到完成掃描需要至少10分鐘的時間,”西門子介紹說,10分鐘在醫(yī)療尤其是急救上,往往就是決定了生與死之間的距離。

  四

  盡管在西門子在華三大業(yè)務(wù)中,沒有提到家用電器的制造和銷售,但是西門子的家電對于西門子公司而言,仍然起到了巨大的品牌推廣作用,尤其在智能工業(yè)方面。在中國,你可以不知道T3航站樓的智能化的行李處理系統(tǒng),你可以完全沒有意識到能源和環(huán)保產(chǎn)業(yè)中智能技術(shù)的應(yīng)用,但是你不太可能不注意到電視上重復(fù)出現(xiàn)的西門子智能零度冰箱,不太可能忽略一晚上能聽到很多次的廣告詞 “知其道,用其妙”。

  而作為這句廣告詞的最好注腳,可能就是西門子位于北京望京地區(qū)的總部大樓,這棟大樓被稱為北京第一綠色智能建筑,總投資1億歐元。在這棟占地面積17500平方米的總部大樓和帶有兩個庭院的兩座五層配樓的建筑里,西門子使用了現(xiàn)有公司所有的技術(shù)和產(chǎn)品,包括采用全套節(jié)能措施,如熱能回收、免費供冷和冷梁技術(shù)。

  整座大樓由西門子制造的自動化及能源管理系統(tǒng)控制,把變壓器和配電設(shè)備、樓宇控制和照明系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、數(shù)據(jù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)及電話系統(tǒng)實現(xiàn)綜合控制。最容易令人產(chǎn)生科幻感的技術(shù)是,在大樓弧形的玻璃幕墻下,隱藏著外部光源感應(yīng)器,它們能通過樓頂?shù)臍夂蛑行母袘?yīng)太陽輻射強度,來控制窗簾的升降;在這座大樓里人們也找不到電源開關(guān),燈光照明是通過人體散發(fā)的熱度遙控紅外傳感自動開啟的。

  這些設(shè)備當(dāng)然不僅僅是炫耀,實際上,它們的采用使得西門子中心的能耗比未采取節(jié)能措施的同等規(guī)模樓宇降低28%,最終還將節(jié)省21%的運營成本,從而實現(xiàn)了經(jīng)濟效益。所以這個大樓不僅僅是西門子在中國的面子工程,它將被推廣到西門子在中國的各個生產(chǎn)廠房和辦公樓,這是西門子從2007年就開始推廣的綠色樓宇計劃。

  當(dāng)然,這一切,不論是裝在冰箱和洗衣機面板上的微型計算機芯片,還是令徐亞丁院長引以為豪的人機 “友好界面”,還是以綠色和智能形象出現(xiàn)的那棟會自動開閉窗簾的大樓,和我們小時候想象中的科技已然極大進步的“二十一世紀(jì)”,尚有一段不小的差距。在二十多年前小學(xué)生的作文里寫著,到二十一世紀(jì)的時候,汽車已經(jīng)依靠太陽能在天上飛,家務(wù)活兒已經(jīng)由家用電器完全包辦,我們甚至可以和電燈對話……或許,在科幻小說里,這樣的場景仍然會是未來人們的生活常態(tài),在像西門子這樣的企業(yè)心目中,為企業(yè)提供更加智能化的制造和解決方案,為消費者生產(chǎn)出真正談得上 “智能”的產(chǎn)品而不是在操控面板上一個能執(zhí)行簡單程序的微電腦,還是他們將在很長一段時間內(nèi)上下求索的目標(biāo)和理想。

  不管怎樣,智能化仍然是人類的一個夢想。值得欣慰的是,在過去的案例中我們可以看到,在追求智能化的同時,企業(yè)已經(jīng)主動地將節(jié)能減排視作自身的責(zé)任,有時候它是智能化過程中的副產(chǎn)品,有時候它就是智能化進程的目標(biāo)之一。所以,在未來,人類不會真的需要像《人工智能》這部電影中的科學(xué)家們一樣,站在被海洋淹沒的星球上嘲笑古人為制造人工智能而做的努力。

  當(dāng)然,到目前為止,我們才走了很小的一步,新的信息文明正在成長,我們還只是幼兒。但是,就像維姆·文德斯為他的詩意電影《柏林蒼穹下》寫的一段話:“當(dāng)孩子還是孩子的時候,他搖晃著雙臂,步履蹣跚,他希望溪流匯入小河,小河變成激流,水澤成為大海;當(dāng)孩子還是孩子的時候,他還懵懵懂懂,在他眼里,一切都充滿了生氣,所有的生命都毫無二致……”

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