从工业革命先锋到工业4.0领航者,西门子为何屹立不倒

2024年12月31日,21时43分00秒 科技新知 阅读 49 views 次

1872年,轰轰烈烈的“洋务运动”在中国大地推行,火车、电灯等新兴科技产物纷纷涌入。也是在当年,刚刚成立25年的德国西门子股份公司(以下简称:西门子)前身西门子-哈尔斯克电报机制造公司开始了与中国的第一笔业务交往——向中国提供指针式电报机。这标志着中国现代电信事业的开展。

从工业革命先锋到工业4.0领航者,西门子为何屹立不倒

指针式电报机(配图源自网络)

时间过去146年后,在2018年世界经济论坛上,全球范围内世界第一批“灯塔工厂”公布。“灯塔”寓意着指路明灯,代表了以第四次工业革命为方向的领先工厂。首届全球评选只有9家工厂获奖,西门子成都工厂名列其中。之后,在员工数并未显著增加的情况下,通过数字化转型升级,西门子成都工厂实现了产量产值翻倍的飞跃,在2023年又获得了“可持续灯塔工厂”称号,成为业内少有的双料灯塔工厂。

以小窥大,跨越一个半世纪的探索与发展,中国从落后的农业国成为世界工业大国。而引领了第二次工业革命,如今已成为欧洲最大的工业制造公司,专注于工业、基础设施、交通和医疗领域的科技公司西门子,不仅是中国近现代工业发展的见证者,更是深耕中国市场的实践者,携手向着工业4.0更深处走去。

引领第二次工业革命,向着工业4.0更深处走去

第一次工业革命以瓦特1776年改良的蒸汽机为代表,第二次工业革命则以西门子1866年发明的发电机为代表。

在发明发电机之前,西门子和工程师约翰·乔治·哈尔斯克建立的西门子-哈尔斯克电报机制造公司已经运营19年。作为物理学家的西门子对技术有着超强的喜爱,除了管理外,他更多地把时间放在研究发明上,并马上产品化投入市场。第一台发电机就这样诞生,成为补充和取代以蒸汽机为动力的新能源,人类社会进入“电气时代”。

随后,电力机车、电梯、有轨电车、无轨电车等,相继由西门子公司利用其创始人的发明最先投入市场。进入二十世纪后,西门子又发明生产了收音机、电视机、电子显微镜、计算机、半导体设备、洗衣机和心脏起搏器,并进军建筑、航空电子、交通等领域,几乎涉足工业的每一个分支。到2005年,基于工业制造的深厚沉淀,西门子开始加大工业软件布局,包括企业资源规划(ERP)、产品生命周期管理(PLM)及生产运营管理(MOM)系统等。

之后的十余年间,云计算、大数据、物联网、人工智能等信息技术快速发展和普及应用,工业4.0时代来临,强调生产自动化、智能化、数字化。西门子进一步丰富自身的产品与服务,形成了包括数字建筑生命周期、工业自动化系统SIMATIC、数据采集、数据监控与分析、人机界面HMI等在内的数字化解决方案,将现实世界与数字世界打通,帮助客户构建更智能的建筑和电网、未来数字工厂、更便捷的交通以及先进的医疗保健等。

迁移上云构建新型IT基础设施,高效、低成本、敏捷化推动云上创新

然而,在向着工业4.0更深处走去的同时,西门子也深深感到,传统的IT基础设施,已难以支撑数字化解决方案的研发、交付和服务。第一,高昂的IT设备采购、部署与维护成本构成了沉重的财务负担,且随着各类系统规模的扩大,这些成本将持续攀升。第二,客户业务创新加速,在扩展性和敏捷性方面,传统的IT基础设施难以迅速响应,导致创新效率受限。第三,如工厂分散的海量数据如何快速采集、存储、流转、分析,支持业务决策,传统的IT基础设施难以应对。第四,在数据安全和灾难恢复上,传统的IT基础设施由于缺乏足够的安全防护措施和备份机制,增加了数据丢失和泄露的风险。最后,传统的IT基础设施让西门子难以将更多精力专注在产品与服务上。

因此,从2015年开始,西门子选择将大量应用程序、系统迁移上云,与亚马逊云科技合作构建新型IT基础设施。

率先开启上云的是西门子智能基础设施集团。其将亚马逊云科技作为首选云提供商,通过使用Amazon Aurora(为云构建的MySQL和PostgreSQL兼容关系数据库)、Amazon Lambda(无服务器计算服务)和Amazon Neptune(完全托管的图形数据库服务),成功将其数字建筑生命周期技术的核心部分迁移到云端。六年后,双方合作进一步加深,西门子智能基础设施集团将20多个基于SAP HANA的企业资源规划(ERP)和供应链管理(SCM)系统迁移到亚马逊云科技的公有云上。这些系统支持建筑产品、电气产品、数字电网和分配系统等不同业务部门的制造、运营和销售等领域的业务关键流程,将这些工作负载转移到云端,使西门子智能基础设施集团大大提高测试和部署新系统的敏捷性,大幅节省各类成本。

从工业革命先锋到工业4.0领航者,西门子为何屹立不倒

数字建筑生命周期(配图源自西门子官网)

值得一提的是,此举为公司EnergyIP MDM应用程序和SAP HANA数据库顺利迁移奠定了基础。2020年,西门子意识到,虽然EnergyIP MDM是一款适用于大客户本地部署的仪表数据管理应用程序,但其扩展性和基础成本对小型公司而言难以负担。因此,提供云托管的MDM服务可以有效改善计算效率和客户服务,最终提高客户的产品创新速度、可扩展性、易用性,并缩短创收时间。但迁移过程可能代价高昂,并且EnergyIP的现有架构和堆栈不适合云托管,尤其在安装和维护方面。

为此,西门子开发了一种可高度定制的EnergyIP MDM配置,然后选择了亚马逊云科技提供的Amazon EC2和Amazon RDS,为该配置提供了安全和可调大小的计算容量,并能使客户轻松设置、操作和扩展关系云数据库。西门子商业分析师James Travers指出:“使用Amazon EC2和Amazon RDS,使我们能够以自我修复的方式运行和安装 EnergyIP,而不是像数据中心那样,每月手动开启或关闭一次特定的服务。”为了解决云部署障碍,亚马逊云科技还为西门子提供了Amazon CloudFormation,可帮助客户迅速上手 EnergyIP MDM,在云环境中建模和预置各类第三方应用程序资源,只需点击按钮即可启动使用,从过去完成安装部署需要3-4个月的时间,缩短到现在仅需2个小时。

有了前两次的成功迁移,2024年,西门子加快生产规模级的SAP系统上云。推动这一举措的,主要因为西门子发现,现代大型企业对资源进行管理,往往使用SAP软件以提升生产和经营效率,在持续使用SAP HANA内存数据库的过程中,随着业务增长、用户和数据量的不断增加,传统IT基础设施缺乏足够的弹性来满足SAP扩展需求,上云成为必要策略。此外,SAP系统上云能够帮助西门子在云上将开发等业务打通,便于对AI和大数据进行分析。

作为西门子长期重要合作伙伴,亚马逊云科技深得信赖。使用依托于Amazon Nitro系统构建的9TB内存规格Amazon EC2内存增强型实例,解决了西门子高达9TB的SAP HANA数据库算力需求,让SAP HANA在9个月内即完成迁移。Amazon EC2内存增强型实例是所有EC2实例中内存最高的实例,可以提供至高24TiB内存,同时其通过了SAP认证,可以在生产环境中运行Business Suite on HANA (SoH)、下一代Business Suite S/4HANA、Data Mart Solutions on HANA、Business Warehouse on HANA (BW)和SAP BW/4HANA。西门子IT经理Vineet Gupta对此表示:“SAP HANA数据库体量巨大。亚马逊云科技能够以高达9TB的内存实例来匹配算力需求、满足迁移需要,真是让人喜出望外。”

为了确保西门子能够便捷使用云端SAP系统,亚马逊云科技还提供了SDK、CLI和Systems Manager等工具,让西门子能方便地构建云上运营管理系统和环境。这些工具还能同时进行日志分析、运行状态健康检查等行为,通过开发和部署一系列自动化、脚本,让整个系统的运营、监控、管理能够更加自动化和高效。

从工业革命先锋到工业4.0领航者,西门子为何屹立不倒

西门子SAP系统(配图源自西门子官网)

在进行各应用程序、系统迁移上云的同时,西门子还与亚马逊云科技共同加快云上创新的步伐,以推动客户的数字化转型进程。如2019年,西门子天然气和电力部门使用Amazon Lambda和Amazon DynamoDB,并与亚马逊云科技专业服务团队合作,在3个月内于云端构建了一个无服务器解决方案,将发电厂客户控制系统警报数量降低90%,将基础设施成本降低85%。“在转为使用无服务器平台之后18个月内,我们没有出现过一分钟的非计划停机。”该项目经理Stefan Lichtenberger如此强调。

深化数据分析洞察,撬动数据价值推进数字化转型

进入数字时代,数据已经成为驱动商业发展的新型“燃料”。在帮助客户加快数字化转型进程中,西门子深深感受到,客户对数据的依赖性和需求度达到了前所未有的高度,不仅是决策制定的基石,更是优化运营、创新产品与服务的关键所在。西门子也知道,传统手段已难以充分挖掘数据的深层价值,必须借助更为先进、高效的技术力量。

亚马逊云科技提供的一系列数据解决方案,帮助西门子解决了上述焦虑,2018年,西门子电力和天然气部门通过在亚马逊云科技 Marketplace上搜索发现Matillion ETL for Amazon Redshift,并在不到1小时完成试用、购买和实施,成功解锁了Redshift作为高性能、可扩展数据转换平台的强大功能,以更简单、更快捷的方式实现数据摄取、转换和处理、分析。2019年,借助于亚马逊云科技的Amazon Athena、Amazon IoT和Amazon S3,西门子成功开发和向铁路运营商交付了Railigent应用程序,帮助客户搭建了一个管理数据摄取、集成和准备的自助式平台,实现列车数据跨组织、跨业务实时收集和准备,以数据为依据制定决策,确保铁路网络安全性和效率。

同年,专注于连接能源系统、建筑物和工业的西门子智能基础设施集团,越来越感受到各类传感器愈加复杂,生成的建筑物数据也日益增多。“但大部分数据都被困在孤岛中未被使用,导致很多价值没有实现。”西门子智能基础设施Trends and Industry Affairs副总裁Peter Loeffler说到,“例如,如果暖通空调系统可以使用门禁系统的数据,就可以在会议室坐满人时自动增加空调开启数量,然后在会议结束后再次将其关闭。”

为此,借助Amazon NeptuneAmazon Lambda,在亚马逊云科技专业服务团队的支持下,西门子智能基础设施集团构建了名为Building Twin from Siemens的解决方案。该方案能够提取任何建筑物的结构(如材料、尺寸、管道和传感器位置)和性能(如占用、移动、温度、湿度、用电量)等相关数据,然后创建建筑物的单一可视化控制界面,帮助客户打破“数据孤岛”,实现统一化、智能化管理所有建筑系统数据。由于Building Twin from Siemens将建筑物数据呈现为逻辑信息,与源系统或传感器类型无关,因此技术人员或非技术人员还可以将其用作为业务应用程序的基础,实现云原生应用程序的高效开发。Peter Loeffler强调:“在亚马逊云科技的云上运行的最大好处之一是能够使数据民主化,因此任何拥有良好创意的人都可以创造新的客户价值,无论他们的技术知识水平如何。”

从工业革命先锋到工业4.0领航者,西门子为何屹立不倒

西门子智能基础设施Trends and Industry Affairs副总裁Peter Loeffler(配图源自亚马逊云科技官网)

作为一家全球性的大型公司,西门子在190个国家拥有311,000名员工,从不同来源收集和分析数据并非易事。西门子必须从自己的运营以及全球的客户、供应商和合作伙伴那里提取数据,同时管理IT架构。也是在2019年,西门子开始启动构建Datalake2Go,一个可访问的数据湖,包括一套预配置的数据分析和人工智能(AI)工具。其基于亚马逊云科技的云服务所构建,支持通过创建的云服务帐户连接各类数据源,包括雪花、物联网系统、各种软件以及连接西门子外部供应商和内部业务部门的100多个API和数据库。并支持安全地集成、传输、准备和处理、分析数据,将数据转化为新型生产力。目前,Datalake2Go已发展到支持45个项目,拥有85个云服务帐户。

其中,西门子在Amazon S3中拥有10 PB数据,Amazon S3是一种提供尖端可扩展性、数据可用性、安全性和性能的对象存储服务。其中约1 PB的数据在Datalake2Go中,每天使用4-10 TB的数据。通过自动化和模板化,Datalake2Go减轻了配置云服务帐户的运营负担,以及根据西门子网络安全需求迁移、存储和管理数据。借助Amazon Transfer Family服务,西门子实现与这些数据存储的连接,以安全地将数据传输到Amazon S3。“它易于扩展,并与SFTP等常见协议进行开箱即用的集成。因此,我们可以将其应用于将亚马逊云科技上的技术堆栈与现有系统一起使用。”西门子云数据分析解决方案主管兼项目经理Maximilian Lauer表示,一旦Datalake2Go摄取数据,它就会连接到两个主帐户,这些帐户管理数据、设置策略、读写操作和网络。然后将数据分发到客户或项目帐户中。

为了通过数据编排和数据协调来促进提取、加载和转换工作流程,Datalake2Go使用了Amazon Glue无服务器数据集成服务,极大简化了从多个数据源发现、准备、移动和集成数据的流程,快速支持数据分析、机器学习(ML)和应用程序开发。通过Amazon Lambda,西门子还实现无需配置或管理服务器即可运行代码。Lauer说:“一切都是无服务器的,因为它可以动态扩展,我们可以更好地实现自动化。”

从工业革命先锋到工业4.0领航者,西门子为何屹立不倒

Datalake2Go数据湖(配图源自亚马逊云科技官网)

而随着人工智能的快速成熟和应用,西门子还使用Amazon SageMaker,支持为几乎任何用例构建、训练和部署机器学习(ML)模型,在Datalake2Go中开发了一个名为ML2Go的ML解决方案,并使用Amazon Bedrock扩展其AI/ML环境,轻松构建和扩展具有基础模型的生成性AI应用程序。

例如亚马逊云科技的员工讲近50种不同的语言,获得和有效利用员工反馈是一个巨大挑战。西门子曾尝试了全公司员工调查,每次面试花费高达3欧元,且鉴于如今的业务快节奏,每年一次调查已不足以获得有效信息。为此,基于Amazon Translate、Amazon SageMaker、Amazon Comprehend等,构建了一个全自动的调查响应处理和翻译解决方案,从等待数月的人工调查处理变成了只有两周的周转时间,成本降低了66%。

写在最后

2024财年,西门子新订单额达到841亿欧元,营收达到达到759亿欧元。作为一家推动创新的科技公司,2024财年西门子成功保持其盈利增长态势,取得重要战略进展,并创下新的历史纪录。

这背后,是西门子严格执行公司战略,在保持着工业制造和工业软件自动化领域的高度领先外,正加快物联网、大数据、人工智能等前沿技术的落地应用,利用与亚马逊云科技合作的数字化解决方案,全力推进现实世界与数字世界的融合创新,为客户打造更省资源的工厂、弹性的供应链、更智能的建筑和电网,以及更清洁、更舒适的交通和先进的医疗保障等,投身工业4.0浪潮,引领和融为人类社会经济高质量可持续发展的重要一部分。

*前述特定亚马逊云科技生成式人工智能相关的服务仅在亚马逊云科技海外区域可用,亚马逊云科技中国仅为帮助您发展海外业务和/或了解行业前沿技术选择推荐该服务。

(来源:钛媒体)



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