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【汉诺威观察】西门子正在打开一个新的世界

发布时间:2025-04-24 www.cechina.cn

  就在西门子中国一口气推出18款本地化产品,以“中国加速2.0”破局制造业“内卷”之际,在世界的另一端,2025德国汉诺威工业博览会上,西门子却正以“软件定义自动化”开启一个“新的世界”。

  被誉为“全球工业风向标“的一年一度的汉诺威工业博览会,又如期在4月初盛大举行。作为东道主,西门子依然以“全场最大展位之一”亮相本次展览会。在今年展会上,西门子重点展示了工业AI、数字孪生、软件定义自动化和工业元宇宙等前沿技术,宣布了工业基础模型(IFM)和新的Industrial Copilot等多款新品。
  工业AI,无疑是今年汉诺威工业博览会最大的热点,几乎在每个厂商展台都能看到。在西门子展台,当然也不例外,除以机器学习为代表的传统AI外,生成式AI更是融入到了各个工业场景,在西门子展台共有7个展区能看到Industrial Copilot的身影,包括了Industrial Copilot for Operations、Maintenance Copilot Senseye、Insights Hub Production Copilot和Industrial Copilot for Engineering等,可以说,AI已经是一个无处不在的存在。
  但今年西门子展台最大的一个看点是,西门子将“软件定义自动化”作为汉诺威展会的展示重点,介绍“软件定义自动化”的展板竟达近十处。据西门子介绍,数字化转型的下一步是工业元宇宙,在元宇宙里面实现自适应生产(Autonomous Production),而软件定义自动化和数字孪生、工业AI一起成为了工业元宇宙的三大支柱。

▲西门子工业元宇宙路线图
  那“软件定义自动化”这个并不陌生的技术为何会成为西门子的战略重点呢?西门子为何在今天会如此高调的拥抱这个并不“创新”的理念呢?当带着这些疑问去仔细探究背后的缘由时,我们惊讶地发现,原来西门子正在开启一个“新的自动化世界”。
  “软件定义”本来就是工业自动化的一个方向
  所谓“软件定义”,就是用软件给硬件赋能,定义系统的功能,软件是核心,硬件则是通用的。最早提出“软件定义”的,是IT领域的“软件定义网络”,后来有了“软件定义计算机”、“软件定义存储”,甚至是“软件定义一切”,还有现在流行的“软件定义汽车”。
  早期为了降低制造的复杂度和成本,电子设备的功能都固化在硬件里,可以称之为硬件定义。但后来随着多样化、灵活性的需求,软件定义开始兴起,它的主要特征是软件与硬件解耦,硬件被标准化和虚拟化。在工业自动化领域,“软件定义”其实也已存在多年,自从上世纪九十年代“基于PC的控制技术”的兴起,软件定义控制一直就发展迅速。
  但西门子一直以来并没有发力“软件定义”,其自1958年以来不断演进的“硬件定义的” SIMATIC 控制器,凭借其稳定、可靠的性能和强大的生态,占据了全球近三分之一的工厂市场,而其提出的“全集成自动化”的理念以及随之推出的集PLC编程、HMI组态和运动控制系统开发于一体的TIA博途软件平台,更是成为了业界争相效仿的标杆。所以西门子过去虽然也也推出了Software Controller系列产品,但在中国市场并未大力推广“软件定义”。
  巨头转向扛起“软件定义自动化”大旗
  然而,巨头对技术趋势的把握是敏锐且精准的。随着软件技术的进步和AI等新技术的应用,“软件定义”具备了更大的优势和发展前景。于是在2023年,西门子低调推出了其首款虚拟 PLC——S7-1500V,功能与硬件PLC SIMATIC S7-1500完全一致,启动了“软件定义”实质性的一步。

  ▲西门子首款虚拟PLC S7-1500V
  而在今年的汉诺威工业博览会上,更大范畴的“软件定义自动化”成为了西门子展台的三大技术主题之一,这也意味着西门子已将“软件定义自动化”作为未来的战略重点之一。

  ▲西门子虚拟PLC S7-1500V的部署架构
  西门子的“软件定义自动化”不仅仅是虚拟PLC,还包括了HMI的虚拟化、交换机的虚拟化等一整套“软件”解决方案。它们都无需依赖特定硬件,通过软件模拟来实现相应的功能,可以极大地提高系统的灵活性与可扩展性。

  ▲西门子工厂自动化控制器产品路线图
  这次汉诺威展会,西门子就展出了其“软件定义自动化”在奥迪的Böllinger Höfe工厂的应用案例。西门子的vPLC这一“工厂大脑”被首次用于实际生产控制,工厂里的机器人、生产线等的控制,不再依赖部署在机器或机器人旁的传统硬件,而是由远在10公里外的数据中心的虚拟控制器远程控制,控制网络采用西门子的 PROFINET RT传输,时延控制到了1ms,可以很好地满足现场控制的需要。

  ▲西门子vPLC在奥迪Böllinger Höfe工厂的应用架构
  “软件定义自动化”随之带来的好处也是显而易见的。首先在硬件和软件环境选择上更加自由,可以在任何Windows或Linux服务器、工业PC或云上运行,不受供应商的捆绑限制。第二是系统的灵活性、扩展性和可复用性都增强了。第三是与AI应用可以做到原生融合,两者都在通用IT环境中运行,vPLC为 AI 支持的智能生产提供了坚实的基础。最后,系统的维护也更加方便,IT工程师可以在自己熟悉的环境中完成PLC的操作,打通OT与IT之间的隔阂,实现IT和OT的真正融合。
  “软件定义自动化”开启一个“新的世界”
  当然西门子的vPLC也是完全兼容TIA 博途,功能和操作和SIMATIC S7-1500 PLC 一样,所以对于OT工程师来说,还是可以采用熟悉的工具来编程操作。但在此次汉诺威展上,我们看到了西门子更大的“野心”,那就是西门子正在利用“软件定义自动化”构建一个新的自动化世界。

  ▲西门子提供的两个“自动化世界”-硬件定义世界和软件定义世界
  “传统的硬件控制器、HMI和TIA 博途,这是OT工程师所熟悉和喜欢的世界,而我们正在构建一个以软件定义为中心的新的世界!”在西门子展台,工作人员介绍说,在新的世界里,底层是以虚拟化技术实现的运行时,包括虚拟控制和HMI,在其之上是西门子的工业边缘管理平台(IEM),这是一个应用和设备管理平台,可以集中管理所有接入的边缘设备,处理边缘端的各类数据,还可以从后端系统下载各类边缘应用程序,并安装到边缘设备。
  而对于控制器编程和系统组态,则是采用西门子最新的SIMATIC AX编程开发平台和Unified Elements,这都是基于VS Code面向IT人员的编程和组态工具,具备现代 IT 编程的所有优势。

  ▲西门子工业边缘管理平台(IEM)
  值得注意的是,在新的“软件定义自动化”世界里,更多的是“IT-like”的产品,这一方面是让AI、IoT、数字孪生等IT技术能够更好地融入到OT之中,另一方面也是为了降低IT人员进入OT的门槛,毕竟现在年轻一代的工程师更喜欢IT的思维和方法。如此看来,或许在不久的将来,工业自动化可能真的会迎来一个全新的世界,毕竟未来是属于年轻人的。

标签:软件定义,TIA博途,虚拟PLC,SIMATIC 控制器,

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