数字经济时代第一波浪潮是互联网络,第二波浪潮是移动互联网,我们的消费品和日常生活需求极大推动了服务型经济大发展,越来越多的产品呈现服务化趋势。
随着云计算、5G、大数据技术的不断发展,我们的工业品是否也将呈现服务化发展趋势?服务型制造业是不是才是终极制造形态?西门子的"冷却及服务"是不是已现端倪?如果答案是确定的,这意味着许多行业将发生类似的变革。
西门子“冷却及服务”案例概述
工业自动化设备通常需要封装在箱体机柜内部,保护其免受恶劣工况影响。温控系统能够确保机柜内空气温度保持在 规定范围,进而推动机柜内自动化设备可靠运行。但此类温控系统需要定期维护,及时更换空气过滤器。一旦温控系统发 生故障,机柜设备就会失去安全保障,极有可能造成设备停机。
德国一家知名的工业机柜和配套温控系统制造商与西门子合作,利用西门子 Mindsphere 平台的数据采集功能监控机柜 冷却系统的运行状况,并及时给出故障报警和维护策略。通过这种方法,机柜和温控系统制造商可基于从部署于客户现场 的设备中收集到的数据,简化售后服务流程。通过近乎实时获取信息的技术,建立了“产品 + 数据服务”的新型商业模式。
“冷却及服务”价值链图示
业务视角
价值主张
在传统商业模式中,制造公司向供应商采购机柜和所需的冷却系统,制造公司可自己开展后期设备维护,也可由机柜 供应商提供设备维护。
制造公司能够通过传感器获取设备实时状态,基于仪表板和维护应用程序进行可视化和维护诊断。维护诊断程序可采 取两种方式部署,一是在制造公司内部采用私有云部署,二是部署在机柜供应商公有云平台,工业物联网平台运营商确保 数据的安全性和可访问性,并提供用于构建应用程序的工具和应用程序编程接口(API),以管理、呈现和分析数据。
盈利机制
机柜供应商向工业物联网平台运营商支付工业物联网平台使用费,并在该平台上构建自己的软件应用程序(仪表板、 维护计划工具等)。
在这两种实现途径中,制造公司都可以访问应用程序,利用应用程序优化维护效果。为此,作为售后服务合约的一部分, 制造公司通常也需向冷却系统供应商支付服务费。
从制造公司的角度来看,机柜和冷却系统属于辅助设备,与工厂的核心业务几乎无关。因此,制造公司可将温控系统 的管理和运行全部外包,并且仅通过订购“冷却即服务”的功能,保证量化指标和可用性即可。这样的服务对制造公司颇 有吸引力。
通过应用以上工业物联网服务,机柜供应商能够提供带有“冷却即服务”功能的产品。这种服务需要具备两大基础, 一是能够通过工业物联网平台访问所有已部署系统的运行和健康状态数据;二是针对给定的可用性目标,供应商拥有优化 维护服务所需的专业知识和经验。最终机柜供应商可能不会向制造公司出售冷却设备产品,而只是出售具有可用性保证的 冷却服务。
功能视角
以工业物联网体系架构呈现此案例
从技术角度来看,上述案例的核心在于能够基于内部温度、压力等传感器实时获取冷却设备状态。连接层负责将冷却 设备数据安全传输到工业物联网平台,基础设施层具备永久储存数据的功能,应用层可通过应用程序编程接口(API)访问 数据。
基于不同角色向不同用户授予数据访问权限是工业互联网平台的一个基本功能。因此在客户同意的前提下,机柜供应 商可以访问客户部署在不同现场的所有装置的数据,而制造公司只能访问自有冷却系统生成的数据。
MindSphere 架构图示
在 MindSphere 平台上,用户可以使用西门子及其合作伙伴的应用程序,也可自行开发应用程序。
PaaS(平台即服务)平台为特定用户开发的应用程序提供了开放式接口,例如可以使用不同的云基础设施进行调整以 适应所在国家的国情。
MindConnect 连接层使用开放标准(例如 OPC UA),以支持西门子和第三方产品的即插即用连接,提供安全加密的数 据通信。
当前挑战与认识
数据保护
以任何方式将与生产相关的设备连接到互联网都有可能在生产系统中引入安全漏洞,如何将与生产相关的数据安全的 传输并储存在公共云平台上、以及如何防止此类信息泄露是制造公司管理者最关心的问题。为解决这些关切,不仅需要着 眼于设备和工厂网络层面,还需要工业互联网平台运营商采取措施。
机器连通性
用于建立冷却设备连接的物联网的成本(例如用于布线、网关等网络基础设施)和工程工作(例如设备配置入网、应 用程序配置等)的增加是当前面对的另一挑战。若以互操作性为重点来设计所涉及的软硬件组件及其交互所用的协议,可显著减少工程工作。