打造MindSphere，百年老店西门子能否稳坐工业互联网之巅？

《中智观察》第1660篇推送

作者：赵满满

编审：杨小天

头图来源：GAST

本文是《中智观察》“企业数字服务供需市场”行业洞察之产业互联网篇。与美国工业互联网类似，制造强国德国提出工业4.0，百年巨头西门子为此推出了工业互联网平台MindSphere，将工业软件、边缘计算、人工智能、大数据、云计算等技术结合，将IT和OT融为一体，推进工业数字化和智能制造，打造工业领域又一道风景线。

——海比研究院

2022年5月16日

制造业是立国之本、强国之基。那么如何做强、做优、做大制造业呢？

美国首先提出工业互联网的发展理念，百年工业巨头通用电气推出了全球第一个工业互联网平台Predix。

作为制造高地的德国，代表欧洲提出了工业4.0，西门子推出了工业互联网平台MindSphere。

稳居工业4.0之巅，百年老店西门子的MindSphere与同样是百年工业巨头GE 的Predix分庭抗礼，都期望借助互联网+数字化，发展智能制造，带动工业的变革。

作为全世界唯一拥有全部工业门类的国家，我国坚持创新引领、协同发展，积极推动制造业发展质量变革、效率变革、动力变革，扎实推进制造强国。

那么在工业互联网发展的大潮下，中国制造能从西门子MindSphere和GE Predix发展中，汲取哪些经验和教训呢？

1.工业4.0理念下，西门子MindSphere对阵GE Predix

工业4.0与美国的工业互联网，目标都对准重塑制造业。

工业互联网是由美国GE公司发起，并由AT&T、思科、GE、IBM和英特尔成立的工业互联网联盟推广。

美国主导的工业互联网旨在形成开放且全球化的工业网络，实现通信、控制和计算的集合，通过物联网、互联网、大数据等技术手段实现对生产设备管理与服务性能的改善。

而工业4.0则是由德国工程院、弗劳恩霍夫协会、博世公司、西门子公司等联合发起并率先提出的。

其核心理念是深度应用信息通信技术，推动实体物理世界和虚拟网络世界的融合，在制造领域形成资源、信息、物品和人相互关联的“信息物理系统”(CPS)，推进制造业向智能化转型。

无论是工业4.0，还是工业互联网，或是以前提出的中国制造2025，围绕制造部分的主题都是一个：实现互联网与工业的融合，进而实现生产制造的数字化、智能化、协同化，实现制造业的“升级”。

稳居工业4.0之巅，百年老店西门子MindSphere与GE Predix对阵。

2012年，GE在行业内首先提出了工业互联网的概念，并首先推出了Predix。其后，GE Predix发展历经坎坷。

与GE Predix不同，西门子却在坚定不移地在全球推进 MindSphere的应用。

2016年，在德国汉诺威工业博览会上，西门子工业云平台MindSphere公共测试版上线，踏上了MindSphere的商用化之路。

作为“厂派”工业云最具有标志性的产品，MindSphere正式商业化已经6年了。

2019年4月1日，西门子集团完成了一次组织架构调整：西门子数字化工业软件部门所属的“数字化工厂集团”与“过程工业与驱动集团”，合并为“数字化工业集团”，成为西门子旗下三大集团公司之一。

西门子通过组织架构的调整，将工业软件业务，与工厂自动化、运动控制、过程自动化和客户服务等西门子传统的工业硬件业务，放到了“数字化工厂集团”部门，从而让西门子有机会将所有传统硬件、软件融合，为企业用户提供整套“数字化”解决方案。

至此，西门子完成了一次以“数字化”为标签的、工业业务的组织架构统一，并向外界传递出一个信号：为迎接数字化工厂时代的到来做好了准备！

此后，西门子推出了数据网关Mind Connect Nano，将不同企业的关键设备乃至整个工厂的数据连接至MindSphere。

此外，更多可选的数据接入方案也将逐步推出，或使用软件开发套件（Software Development Kit）、或通过软件代理、或借助Simatic集成，丰富且灵活。

2019年，MindSphere把西门子的工业专长从车间延伸到云上，利用一系列连接技术、数据分析和可视化技术，提高企业对工厂和生产绩效的洞察力。

利用云，企业能够以可持续而经济的方式实现资产管理和数据管理，选择适合自己的便捷的数字化工具，加速数字化转型进程。

2019年4月1日，西门子MindSphere牵手阿里云，正式进入中国，令MindSphere能够在合规、稳定、安全的云平台上与中国企业分享其在全球范围内经过积累和检验的成熟经验和成果。

西门子将打造一个生长于中国市场、服务于中国市场、包含从终端用户到OEM再到APP开发者的工业互联网生态系统。

MindSphere成长超乎想象。两年时间里，MindSphere在中国累计服务了数百家工业制造领域客户。

2.MindSphere的“德国”特色，技术、场景与商业模式

不同于美国GE的Predix平台以及德国的西门子的MindSphere，国内超过百余个的工业互联网平台更多的通过互联网手段，关注用户的需求，而且也在逐渐被国内其他的制造业企业所使用。

但是，西门子MindSphere在技术、应用场景和商业模式上的创新却值得我们学习、借鉴。

技术：西门子MindSphere是一个从边缘到云全面的IIoT解决方案，推动IT和OT的融合。

MindSphere被西门子定义为领先的工业物联网即服务解决方案，即IIoT as a service，使用高级分析和AI技术，利用来自互联产品、工厂和系统的数据，为从边缘到云的IoT解决方案提供支持，以优化运营、创建更高质量的产品并部署新的业务模式。

西门子通过三种多功能的工业物联网解决方案——工业边缘、MindSphere和Mendix，为迈向更智能的未来铺平道路。

其中，工业边缘Edge computing with Industrial Edge利用边缘计算技术，实时大规模利用机器数据来改进流程。

使用MindSphere，通过云中的AI和高级分析，最大限度地发挥工业数据的优势。

低代码平台 Mendix，让没有编码经验的开发者，也拥有应用程序开发能力。

借助 MindSphere，西门子以PaaS的形式提供了一个经济高效、可扩展的云平台，用于开发应用程序。该平台设计为物联网的开放式操作系统，通过记录和分析大量生产数据，可以提高工厂的效率。MindSphere 为西门子和第三方提供商的应用程序和基于数据的服务提供了坚实的基础，如在预测性维护、能源数据管理和资源优化领域。

西门子称，MindSphere支持用户购买或者自己开发应用。使用西门子生态系统市场，用户既可以从各种应用程序中进行选择，也可以用喜欢的编程语言或者西门子收购的低代码平台 Mendix，开发自己的物联网应用程序。

无论是单独使用还是组合使用，西门子IIoT解决方案都能为用户提供自由度、控制力和透明度。

西门子利用这些方案，发挥IIoT更低的成本、更高的质量、更高的灵活性和效率、更快的创新等优势，通过数据和数字化的集成征服市场。

场景：MindSphere是“百年老店”西门子开启从“自动化”向“数字化”转型的起点。

MindSphere的起点就是西门子的数字化服务部门。为了响应用户对现场数据采集的需求，西门子的数字化服务部门在综合应用西门子传统自动化硬件和工业软件技术的基础上，基于Cloud Foundry架构在SAP HANA云平台上构建了一个操作系统。其目的是依托西门子自身的网关类硬件产品，与众多具有以太网通讯能力的设备进行联结，收集和传输设备的运行数据，并通过对数据的分析，对企业生产现场的情况进行监控和优化。

西门子的数字化服务部门从最初开始，就是在用数字化的方法在解决自身的业务需求。现在，MindSphere的应用场景已经延伸不同的领域。

如污水处理是一个涉及到物理和化学学科，并受到各种外界复杂关系影响的业务过程。以往企业只能依靠经验解决所有不确定因素，因此对于成本、质量等最终结果都难以真正把控。

通过应用MindSphere，企业将与污水处理的关键步骤进行了完全的数字化，将所有影响污水处理的因素以数学方式进行描述，定义了数据模型，并且基于更精确的数字分析结果来最终即时指导、管理和控制整个生产过程。

在国内，西门子与太古可口可乐共创的MIS系统将被推广至太古可口可乐中国内地18家工厂、近100条生产线中。

MIS就是制造信息系统，是西门子基于MindSphere与太古可口可乐共同开发而成。MIS系统可实现生产工艺中各个环节的数据采集、处理、存储、利用和管理，完善生产过程信息化监控与分析、质量管控、设备管理与维护、异常预警与探测以及生产绩效评价与决策判断等功能，实现工厂的智能化管理、科学化决策和标准化流程。

由于生产流程的透明与可视化管控，MIS系统将统计效率从“事后”统计变为“过程”统计，缩短了故障诊断时间，也为人工智能技术在产线效率提升、预测性维护、节能增效等方面的进一步应用积累了大量的真实数据，将大幅提升工厂的数字化水平。

同样，MindSphere可以对全球销售的设备状态进行跟踪监测，并为客户提供预测性维护维修服务。电力行业借助MindSphere监测电网峰值和谷值，通过优化用电效率，降低用电成本等。

商业模式：改变制造企业的业务模式，造福工业企业。

西门子中国公司CEO博乐仁曾经表示，在数字化转型趋势中，西门子一直关注技术，但同样需要销售和商业模式的变革，而且后者在其战略中越来越重要。

他认为，目前在市场上，工业互联网和物联网解决方案，处在一个叫好不叫座的尴尬处境。要在短时间内形成足够多、能够支持策略部门制定出商业模式的“用例”难度颇大。

而没有用例，就没有清晰的商业模式，就没有完整的销售方式。

但是显然，MindSphere为从边缘到云的IoT解决方案提供支持，以优化运营、创建更高质量的产品并部署新的业务模式。

显然，对机器制造商、工厂运营商、应用程序开发人员，MindSphere都带来众多益处。

如机器制造商，将计划外故障的风险降至最低，分析可保护资产免受故障造成的永久性损坏等。

对工厂运营商而言，延长现有设备的使用寿命并提高其效率，最大限度地减少投资，同时最大限度地提高连接性等。

对开发这而言，访问专用的物联网开发平台，通过开放的 API 和可重用的支持模块实现快速开发，基于Cloud Foundry的高度可扩展，经济高效的云基础架构，提供全面的培训，以满足个人需求等。

3.拥抱低代码，MindSphere打出漂亮的一记重拳

与GE的Predix相比，西门子MindSphere在发展中值得大书特书的一大特色就是拥抱低代码，让没有代码开发经验的小白，也能开发工业SaaS。

进入低代码领域的企业越来越多。

低代码平台通过拖拽页面的方式，实现了快速创建产品，节省了大量技术研发人工的工作量，压缩了产品研发时间，提高了产品开发效率，而且可以引入大量业务人员承担部分甚至全部产品开发工作，逐渐成为企业降本增效、实现数字化的重要方式。

Gartner预计，市场对于应用开发的需求将五倍于IT公司的产能。为填补这一”供需”缺口，低代码/无代码开发成为一种可行的解决方案。

当越来越多的国内厂商开始入局低代码赛道。Gartner在2018年开始专门建立了一个高生产力应用平台（hpaPaaS）分类，十几家无（低）代码企业入选hpaPaaS魔力象限。

阿里云、微软、谷歌云等云服务商与OutSystems、Salesforce、Mendix创新企业在低代码/无代码开发平台领域展开了激烈的大战。

国外低代码平台已经逐步走出萌芽期进入成长期，并产生很多具有代表性的企业，原生低代码厂商壮大的同时已开始出现并购整合的现象。

Mendix：以APP敏捷开发为切入点，被西门子收购进入工业互联网。

Mendix成立于2005年。2019年Mendix被西门子收购，将持续致力于提升快速研发、全球扩张，与此同时Mendix希望进一步创建面向物理世界的数字操作系统、拓展平台，深度集成垂直领域解决方案扩展Mendix平台。

Mendix是一款低代码的软件开发工具，通过可视化的软件功能组件的装配，通过模型化的驱动自动生成运行代码。

西门子会把旗下所有的工业软件基于MindSphere平台进行云化，并借助Mendix开发成工业应用软件。

通过Mendix，没有软件编程能力的工业企业人员，也能够更加便捷、快速地在MindSphere平台上开发相应的应用。

海比研究院认为，Mendix将与MindSphere一起撑起西门子的工业互联网平台。MindSphere下沉为基础，Mendix浮现为关键交互平台。Mendix将占据着连接物理世界和数字世界的独特位置，承担起将成千上万连接设备产生的数据转化为实时业务价值的重任，将更广泛的用户对象纳入到IT/OT融合的进程中。

4.MindSphere发展的三大挑战，混合云、新场景和新生态

拥抱工业互联网，西门子的MindSphere拥有众多先天优势。但是在未来的发展依然面临众多挑战。

拥抱混合云，打造云原生的应用，造福更多的企业，是其面临的第一大挑战。

目前，IT基础设施云化加速，混合云成为用户追求的主要部署方式。西门子的工业互联网MindSphere如何满足用户混合云的需求，是其目前面临的一大挑战。

显然，西门子也意识到云化的重要性，已经开始采用众多行动。

一是与众多公有云企业合作。早上2017年，西门子就通过与AWS合作，向海外用户提供基于公有云的MindSphere服务，在更短的时间内为各行业的客户开发稳健的工业物联网解决方案。

MindSphere能够提供广泛的设备和企业应用连接协议选项、工业级应用、高级分析技术以及一个创新的开发环境，该环境可充分利用西门子的开放式PaaS功能以及AWS云服务。

二是推出私有云部署的方案。2021年4月1日，西门子面向中国企业推出MindSphere工业物联网解决方案私有云版本，将多年在MindSphere公有云领域积累的实践经验和领先的技术能力赋能给私有云，通过公有云和私有云的结合，更好地服务于企业工业物联网的应用实施。

MindSphere私有云基于OpenShift开放容器云平台，采用企业级Kubernetes技术构建，通过将机器和系统部署到企业机房，全程由西门子帮助企业在云端开发、托管、扩展和交付应用，并为客户提供全天候运营升级服务。

更重要的是，MindSphere私有云进一步完善了MindSphere解决方案的服务能力，帮助企业打通生产制造最后一公里，实现从研发到生产制造的闭环。

三是推出混合云部署方案。2021年，西门子、IBM和红帽（Red Hat）计划利用专门设计的混合云为制造商和工厂运营商提供开放、灵活和更加安全的解决方案。

IBM 的一份报告显示，一个生产场地仅在一个月内就可产生超过2200 TB数据，然而这些数据中的大部分都未经过分析。通过这项联合计划，西门子将应用以 Red Hat OpenShift 为基础构建的IBM开放混合云方案，提高西门子MindSphere的部署灵活性。

这样，客户就可以在本地运行MindSphere，加快工厂运营速度，提高敏捷性，通过云获得无缝的产品支持、更新和企业连通性。

发展新的应用场景，适应工业企业数字化转型的需求，是其面临又一挑战。

今天的西门子已经是全球最重要的软件企业之一。MindSphere的推出将物联网、云计算和大数据分析等概念落地，是数字化业务增长的重要驱动力，并将逐步从制造业扩展到交通、楼宇、能源等方方面面，全面推进数字化。

但是制造企业数字化相当复杂，应用场景非常之多。目前，MindSphere所覆盖的应用场景非常有限。如何扩大应用场景，将是其面临有一大挑战。

拥抱ISV，依然是工业互联网平台发展一个核心理念。

整个工业领域中的数据采集开发者、系统集成商、应用开发者、渠道合作伙伴、设备制造商和最终客户，都是MindSphere生态系统中不可或缺的重要角色。

生态系统中的各个组成部分之间互相吸引，正向激励，良性循环，平台就像滚雪球那般越做越大，生态也会越发展越有活力。

为了推进整个产业的数字化，西门子在MindSphere在诞生之初，就明确宣布要开放自己的平台资源，携手合作伙伴共同构建开放共赢的生态系统。

目前，SAP、亚马逊、微软、埃森哲、Evosoft、源讯和Bluvision等众多合作伙伴都加入了MindSphere生态系统。

借助于MindSphere开放的数据接入环境，数据采集开发者广泛地连接第三方设备，系统集成商ERP)、MES等涉及生产、物流或业务运营的不同系统的数据汇集到云端，丰富数据类型。

应用开发者针对具体应用场景，设计开发应用程序，挖掘数据价值。借助各个行业的渠道合作伙伴，MindSphere将优质的数据服务提供给设备制造商和最终客户。

做深三件事，牵住发展的“牛鼻子”。

海比研究院认为，在西门子MindSphere未来发展中，依然需要牵住发展的“牛鼻子”，做深三件事：

一是扩大与云企业的合作，打造云原生的工业PaaS和工业SaaS应用。例如在工业用例中推进人工智能部署，需要利用云服务商在AI应用方面的优势，将Google Cloud数据分析和AI功能集成到其Digital Industries工厂自动化产品组合中。这样的整合，为谷歌和西门子提供了制造领域的合作机会，成就云计算公司瞄准的六个关键垂直领域之一。

二是扩大生态系统建设。如与企业管理软件公司SAP合作，发展生产和供应链的数字产品，创建一种新的基于工业云的服务，旨在通过基于模型的数字线程在IT和OT系统之间实现闭环。两家公司都专注于能够与运营部门共享设计内容的服务，并作为闭环数字孪生体的一部分回到产品设计。

三是持续推进制造业数字化。数字化技术的发展正在为企业带来前所未有的增长机会。咨询公司埃森哲预计，工业物联网到2030年能够为全球经济带来14.2万亿美元的经济增长，为中国带来1.8万亿美元的累计GDP增长。制作业数字化需要做好很多基础工作，在这方面，西门子可以发挥更大的作用。

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本文作者系海比研究院·赵满满

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