对流程工业企业来讲，数字化映射的通用流程设备模型在设备的整个寿命周期内非常重要，它为企业一体化运营的决策和干预提供了坚实的基础。企业想要创建能够在整个投资过程中使用的数字化模型，就需要制造所有零部件的机械属性、工作状况、运动情况和连通性的数据和信息。这不仅仅是收集数据，还需要对这些数据进行结构化处理，目的是在流程设备所有零部件的数据间建立关联，用虚拟映射的方式表达它们在整个生产过程中的关系。因此，数字化映射不仅是设备运营商和维护保养人员，也是流程设备现代化技术改造的重要工具。在虚拟映射的帮助下，流程设备的静态文件（竣工图纸资料）可以实现动态应用，这让流程设备运营商能够访问实时的工厂模型。

西门子公司以“数字映射”为核心，向各行各业、各种规模的企业以及绿地投资和棕地投资建厂提供最合适的解决方案。西门子与Bentley Systems公司的合作使用户能够用Context Capture软件采集已经投产的流程设备的数字化数据，采集到的数据经认证之后，流程设备运营商就能得到三维的设备图像了。

借助于通用性的数字化技术，Dulux公司的整个生产过程实现了垂直、水平方向的一体化集成，并实现了在最小批量数为1时的更加高效透明的生产

数字化面临的挑战

数字化面临的挑战首先是连通性，企业需要很高的连通性才能从流程设备的数据中获益。此时，安全可靠地将设备的数据连接到云中是流程企业的核心问题。为此，NAMUR协会建议采用NOA（NAMUR开放式架构）系统，能够通过“第二数据通道”将流程设备各个层次的数据信息传送到云端。它提供了可以更加灵活地从流程设备现场级到云技术级的自动化方案结构，例如基于云技术的开放式物联网操作系统Mindsphere。

再者是数据分析的挑战。利用数字化解决方案盈利的一个实例就是Sidrive IQ数字化平台，这是一个采集和分析流程设备工作运行数据的数字化平台。它通过对基于开放式物联网操作系统Mindsphere中流程设备运行数据的评判和分析，可以让用户提高其设备的生产率。

最后的挑战是安全性。工业安全非常关键，基于“深度防御”原则，西门子公司为其用户提供全面的安全产品和服务。

Dulux公司通过模拟技术和无纸化生产，能源消耗比原设计减少了25%，流程设备调试速度也提高了50%

共同创造价值

西门子公司在开发、设计各种软件时始终与合作伙伴和用户保持着密切的联系。其目的是为了建立全新的客户-供应商关系，并与合作伙伴在合作过程中开发新产品和全新技术服务。以与SSB生物技术公司合作为例，西门子与其达成了自动化领域的长期合作关系。在SSB公司的免疫疫苗和单抗体等生物制剂开发和生产中，都采用了西门子提供的软件和硬件。

“通过新的自动化平台和产品的进一步标准化，我们为用户提供了更多的便利，尤其是将他们的系统集成到更高层次的自动化解决方案中，例如集成到Scada数据采集和监控系统、MES生产制造执行系统或者ERP企业资源计划系统中时。与此同时，这也简化了用户企业从实验室规模到大批量生产的工艺验证过程。”SSB生物技术公司的首席执行官Oscar-Werner Reif博士说道。此外，SFS西门子金融服务公司进行的一项调查表明，生产系统的自动化和数字化可以使流程设备的年生产率提高9.8%。

Eckard Eberle先生，西门子公司

个性化的咨询服务

为了支持用户的第一次自动化和数字化应用，西门子公司提供了“数字化技术咨询”的服务。在个性化咨询服务的框架内，西门子与用户一起合作，说明自动化、数字化对用户的企业的意义，阐明用户应关注的焦点问题，并给出数字化转型对于用户的承诺。

在数字化咨询的框架内，用户企业可以得到一份自动化、数字化技术改造的路线图。用户可以了解通过哪些技术改造措施、支付多少费用，就能够达到满意的数字化水平。至于用户企业是否已经使用了西门子技术并不重要，这一数字化咨询是完全独立于用户企业所有电子元器件供应商的。

最佳的实践案例

事实上，采用工业4.0的解决方案不仅仅能够为用户带来更多的盈利，Dulux公司的实践就证明了这一点，Dulux是澳大利亚最著名的颜料品牌，其与西门子公司合作实现了首个“数字化涂料生产厂”。在这一绿地投资项目中，先进的制造技术水平和流程过程的数字化是合作的重点。项目在垂直和水平两个方向上实现了生产过程的集成，能够把最小的生产批量从5 000 L减少到100 L。“我们已经能够将每年手动干预生产过程的次数从75 000次减少到几乎为零，这明显提高了颜料配方重复使用时的准确性。通过颜料原材料的优化使用，我们也确保了产品的高质量，同时也将能源消耗降低了25%。”Dulux公司项目经理Kevin Worrell先生介绍说道。

Dulux公司数字化战略的另一个组成部分就是利用Simatic IT eBR（电子批记录）技术的无纸化生产。凭借这种首次在制药企业之外使用的文档格式，Dulux公司对所有流程工艺步骤中使用的原材料进行了精确的记录和监控。

基于云技术的开放式物联网操作系统，Mindsphere能够将产品、设备、控制系统和机床设备连接在一起，利用物联网中的丰富数据进行深入的数据分析

灵活的模块化标准  

德国著名的默克制药和化工集团生产各种显示器用的液晶和OLED材料，这家高效率、小批量生产的企业面临着市场创新产品开发的挑战。“我们利用模块化应对数字化转型的挑战”默克公司自动化技术团队的负责人Christian Schäfer先生说道。在生产设备的模块化过程中，有不同过滤模块组成的新型过滤设备，它能够实现相关产品的平行、串联或者混合生产。其每一个模块都配备了西门子公司研发生产的控制器，都可以实现单独控制和
操作。在涉及到模块化的灵活性时，西门子、默克集团都强化了与NAMUR协会、流程工业自动化技术企业联合会、ZVEI德国电气和电子制造商协会以及与电气工程和电子行业中心协会的合作。西门子与默克合作开发了“即插即用”原理的智能自动化系统，就像在宇宙空间站中那样，按照模块化原理制造的模块可以在最短的时间里与主干系统对接。为了使控制系统能够协调各个模块的工作，各个模块必须符合统一的标准。Schäfer先生坚信：“如果我们在NAMUR协会聚会时展示我们的研究成果，例如HMI人机交互界面以及我们开发的服务功能，我们将会成为人群中的聚焦点。”

西门子公司在ACHEMA展会期间用客户实例展示了绿地投资和棕地投资数字化工厂的优势

挖掘未来潜力

所有合作的企业都拥有非常灵活的合作方式。“我们必须敏捷地捕捉机遇，以最快的速度抓住机遇、贯彻落实并采取行动，才能让用户实现最佳的数字化转型，满足未来的市场需求，并保持企业发展的竞争力。”西门子公司过程控制和驱动业务部过程自动化领域首席执行官Eckard Eberle先生说。西门子与客户企业进行合作的同时，也促成了全新的数字化解决方案的开发，而这些解决方案反过来又能进一步推动用户企业的数字化转型。Eberle先生总结道：“我们坚信，在与用户一起实现数字化的过程中，能够为流程工业企业的未来挖掘可持续发展的潜力，并为我们的客户赢得更强大的竞争力。”