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機器少數派報告

就像懸疑片《少數派報告》中那樣以先發(fā)制人的方式打擊犯罪，西門子的通用遠程服務平臺正在幫助預測和防止機器發(fā)生故障，以免造成慘重損失。這些機器各式各樣，從輪機到斷層掃描設備，不一而足。西門子的新一代遠程平臺將能夠處理與日俱增的數據，為開創(chuàng)新的業(yè)務模式奠定基礎。

現在，維護工程師可以對數十萬臺設備、乃至整座城市的交通控制系統(tǒng)進行遠程分析。

杜伊斯堡，全城“飄綠”。唔，還差一點。在一個巨型顯示屏上，這座城市的大街小巷一覽無遺。屏幕上顯示了許多綠點和一個紅點。每一個點都代表一個紅綠燈。綠色表示一切正常；紅色則反之。慕尼黑RCM支持中心主任Bakir Bijedic-Hoffmann用鼠標點了下這個紅點。屏幕彈出一條消息，告訴他這個紅綠燈的一只紅色燈泡燒壞了。這不是大問題，因為紅綠燈系統(tǒng)通常為每個方向都配備了至少兩個紅綠燈，或者配備了兩只紅色信號燈泡。

然而，技術人員應當在第二個燈泡壞掉之前，更換這只燒壞的燈泡。計算機數據庫表明，要完成這個任務，需要一輛帶升降臺的載重汽車，因為發(fā)生故障的燈泡位于高出地面數米的懸掛式紅綠燈上。

過去，技術人員需要驅車前往現場，對這個紅綠燈進行檢查，然后，再驅車返回車間，領取更換部件，或者還得換一輛帶升降臺的載重汽車。但現在，歸功于通用遠程服務平臺（cRSP），為德國西門子紅綠燈提供維護服務的大約380名維修技術人員在還沒坐上維修車之前，就對所要面臨的情況了如指掌。cRSP是一個由計算機中心和數據鏈路構成的統(tǒng)一IT基礎設施，支持西門子各個業(yè)務領域執(zhí)行遠程維護。城市中的交通計算機、發(fā)電站的電機，以及醫(yī)院的計算機斷層掃描設備等，將通過這個系統(tǒng)定期向分布于全球的三個西門子計算機中心發(fā)送狀態(tài)數據。反過來，cRSP會自動向與之聯網的部分系統(tǒng)發(fā)送軟件更新。維修人員可根據狀態(tài)數據來安排系統(tǒng)的維護及維修。在有些領域，甚至能在故障發(fā)生之前就完成維護和維修。

在位于慕尼黑的支持中心，Bijedic-Hoffmann和他的7名員工監(jiān)視著遍布全球的255座城市的交通計算機，從阿布扎比，到維爾茨堡，數不勝數。每一年，僅在德國，維修技術人員就要執(zhí)行大約6.5萬件維修和維護任務。向位于埃森和紐倫堡的控制中心發(fā)送故障報告的既可以是客戶，也可以是交通計算機。接下來，這兩個中心將致電維修技術人員的智能電話，向他們發(fā)出通知。大多數情況下，西門子保證在兩小時之內派人趕赴現場，或者開始排除故障。如果維修技術人員不知道該如何解決故障，就會致電慕尼黑的專家，然后，專家將通過cRSP登錄系統(tǒng)，找出故障根源。這樣一來，通常很快就能修好發(fā)生故障的系統(tǒng)，如紅綠燈或交通計算機等。

不可取代的服務合同。盡管遠程維護有諸多優(yōu)點，一些城市依然對其在交通管理方面的應用存有疑慮。或許出于數據保護方面的擔心，這些城市更愿意事事親力親為。西門子工業(yè)在紐倫堡的遠程維護服務產品經理Klaus Selbach說：“人們不會一下子就順理成章地接受遠程維護。”Selbach向大型電機和輸電系統(tǒng)的運營商提供顧問服務。一臺輸出功率超過250千瓦的電機發(fā)生故障，會對關聯過程造成嚴重后果，因故障而付出的代價可能遠高于遠程維護服務的成本。譬如，如果發(fā)電站冷卻液泵的傳動裝置停止工作，那么發(fā)電廠將停止發(fā)電，這會造成每天數十萬歐元的損失。盡管如此，一些客戶還是更愿意冒著為故障付出沉重代價的風險，而不愿投資于服務合同。但這將事與愿違。根據經驗，Selbach的團隊知道，服務合同幾乎總是能帶來豐厚回報。

從慕尼黑的控制中心，Bijedic-Hoffmann的團隊可以追蹤遍布全球的255座城市的交通系統(tǒng)所發(fā)生的故障，包括需要維修的紅綠燈。

每天或每小時，工況監(jiān)測系統(tǒng)將通過cRSP，向西門子維護中心發(fā)送關于電機和輸電系統(tǒng)狀態(tài)的信息。監(jiān)測系統(tǒng)將發(fā)送關于發(fā)電廠的電機和輸電系統(tǒng)、礦場的碎石機傳動裝置、水泥生產設備、以及石油和天然氣設施等的狀態(tài)報告。它們都配備了溫度和振動傳感器，能夠發(fā)送關于扭矩和轉速的信息。根據這些信息，可以計算出傳動系統(tǒng)所承受的應力。如果超出了臨界水平，技術人員可以深入研究相關數據，甚至實時觀察其工況。這樣，就能事先發(fā)現即將發(fā)生的故障，譬如，在軸承破碎在一團煙霧中之前，發(fā)現已經磨損的軸承。Selbach說：“我們已經阻止了多起這樣的故障。”

使醫(yī)療設備保持正常運轉。預防性維護——亦即，檢查并在系統(tǒng)發(fā)生故障之前先行維修——采用了西門子醫(yī)療工程小組開發(fā)的技術。他們是遠程維護領域的一支先鋒隊伍。在1985年，當西門子在英格蘭為一臺計算機斷層掃描設備配備一臺調制解調器以便進行遠程診斷時，數據傳輸速率僅為300比特/秒。如今，cRSP已經連接了包括磁共振斷層掃描成像設備和超聲成像設備在內的超過12萬臺醫(yī)療設備，以及一萬名用戶。這些設備可以自動接收最大10 Gb的軟件更新。1985年，傳輸如此巨大的數據包需要花數年時間。cRSP是由西門子各業(yè)務集團的網絡發(fā)展而來。醫(yī)療集團是最大的用戶，占用了80%的數據量和功能。所有其他西門子單位在工作中都使用了相同的基礎設施，包括計算機中心和傳輸日志，不過，他們結合使用了其自有應用和業(yè)務模式。

到2020年，50萬臺設備。目前總共已有25萬臺設備連接至cRSP，到2020年，這個數字有望翻番。每個月，僅醫(yī)療領域就要通過2000萬個連接傳輸10 Tb數據。數據量逐年激增，預計到2020年將達到100 Tb，因為越來越多的設備功能都是由軟件實現的，其故障很容易通過遠程方式進行排除。通過這種方式獲得的數據也為分析和研究醫(yī)療與人口數據的關聯，并藉此開發(fā)新的業(yè)務模式奠定了基礎。

西門子醫(yī)療的遠程維修業(yè)務負責人Sascha Sandner表示，“幾年內，隨著數據量的增長，cRSP的可靈活擴展性和成本將臻于極限。”正因為如此，急需一項新的技術——這項技術已在醞釀之中。西門子醫(yī)療、基礎設施和城市、能源等業(yè)務領域已與西門子中央研究院、醫(yī)療IT團隊聯手，共同開發(fā)一個名為“新一代cRSP”的新系統(tǒng)。這個新系統(tǒng)將采用模塊化設計。得益于其改進了的架構，它能處理未來的海量數據，也具備了更加出色的安全功能，并且為連接廉價設備提供了新的可能。新的、小規(guī)模計算機中心將會被增設，并且設備將會僅向當時具備足夠容量的計算機中心發(fā)送數據。每一臺設備都包含一個通信代理，它將判定所要發(fā)送的是哪種類型的數據。敏感數據將通過昂貴的、高度安全的線路發(fā)送。如果法律有要求，這種信息可能不得不被發(fā)送至與設備在同一個國家的計算機中心。相比之下，不那么敏感的數據則可以利用基于云計算的服務來發(fā)送，以節(jié)省費用。

全天候服務。未來cRSP架構的主要目標之一，是支持創(chuàng)建新的業(yè)務模式。客戶已經可以在包含遠程診斷和軟件升級的基礎服務，與提供每周7天、每天24小時維修保證的高級服務之間，進行隨意選擇。在醫(yī)療技術領域，創(chuàng)新壓力特別大。Sandner說：“現在，我們的競爭對手提供了遠程診斷，甚至可以主動檢測出即將發(fā)生的故障。”

通過進行主動維護、節(jié)能增效和遠程診斷，數據分析正在轉變業(yè)務模式。

接下來，要提供交互式服務，如實時音視頻合作。譬如，X光機發(fā)生故障時，放射治療師可以使用cRSP來與西門子的應用專員建立可視通話，后者將以遠程方式逐步指導他排除故障。另一方面，醫(yī)生可以向另一家醫(yī)院的專科醫(yī)生征求意見。如今，通過cRSP已經可以做到這一點，但新一代系統(tǒng)將能實現更加出色的質量，哪怕是采用諸如平板電腦等標準設備。這將不僅增進西門子與客戶之間的互動，而且能增進客戶彼此之間的交互。

高級遠程維護可以在西門子的所有業(yè)務領域激發(fā)新的應用。譬如，樓宇科技集團的專家正在利用cRSP基礎設施及其安全數據傳輸系統(tǒng)，遠程控制一家醫(yī)院的設備自動化系統(tǒng)，而西門子醫(yī)療的同事正利用該系統(tǒng)對同一幢大樓內的計算機斷層掃描設備進行遠程維護。這種方式形成了協(xié)力效應，贏得了客戶的信任。

幫助客戶節(jié)能增效日益成為越來越重要的業(yè)務模式。譬如，樓宇科技集團正在利用樓宇管理數據，向客戶提出關于如何節(jié)約用電、節(jié)省取暖成本的建議。同樣，西門子根據從實際駕駛操作中獲得的數據，向鐵路工程師提供了關于如何以更加節(jié)能增效的方式操作西門子機車的小貼士。以這種方式節(jié)能增效而節(jié)省的費用將由運營商和西門子分享，從而形成雙贏局面。

2014年，慕尼黑的交通服務中心也將拉開遠程維護新時代的序幕。4月，他們將推出新的紅綠燈控制裝置。這種裝置將被安裝在位于十字路口的灰色機柜中，不過員工能強制操作這個系統(tǒng)，就好像他們站在機柜前面一樣。軟件更新將被自動上傳到控制裝置中。同樣地，這個新系統(tǒng)也將提高效率。部門主管Herbert Padinger表示，“在新興市場國家更是如此，它們承擔不起雇傭大量技術人員的費用。”這個系統(tǒng)也采用了云計算技術；德國已經有10座城市將其交通控制任務交給了慕尼黑服務中心另一間機房內的計算機來處理。客戶的交通工程師可以通過互聯網訪問這個系統(tǒng)，譬如，當他們計劃為一次大型活動而把所有紅綠燈切換為綠色時時候。他們可以在家里舒舒服服地完成這項工作。

Bernd Müller

“云”中的ELVis

為了分析輪機性能，燃氣輪機測試和驗證專員必須處理海量數據。西門子新打造的燃氣輪機配備了近萬個機載傳感器，每8個小時可以生成12 Tb的數據，這是多么驚人的數字！西門子全球大型燃氣輪機測試和驗證機構負責人Jochen Luetche想知道，“如果工程師能在網上碰面，實時監(jiān)測所有輪機數據，不必費錢費時出差，而是通過網絡進行合作，會怎么樣？”為了解答這個疑問，以Michael Zidorn為首的柏林測試場地的工程師與以Alexander Loginov為首的西門子俄羅斯研究院的研究人員，聯合成立了一支小組，共同開發(fā)了ELVis——一個充分利用云計算技術的優(yōu)勢，收集、存儲和處理大量基于輪機的信息，并進行可視化的平臺。在ELVis的開發(fā)階段，這支團隊側重于三個關鍵目標：允許連續(xù)不斷地獲取大量傳感器讀數；采用復雜的數學算法，對數據進行實時分析；以及在分布于全球的多個機構，以可視方式呈現分析結果。聯合開展的工作包括：對Web技術的新進步進行比較分析；考察如何將從社交網絡領域形成的創(chuàng)意（如信息交換），用于燃氣輪機的監(jiān)測應用。Loginov回憶道，“我們從2012年11月開始進行研發(fā)，到2013年5月，這款軟件的*個生產版本就已在全球各地使用，提供對柏林測試場地實驗數據的接入。”這個項目進展極快，這歸功于以突破陳規(guī)的方式利用了實時Web 2.0和云計算領域經實踐檢驗了的熱門技術。得益于此，ELVis實現了可高度靈活擴展的架構，因而，不論是在便攜電腦上，還是在多站點計算機群中，都能同樣輕松地使用這個平臺。如果要通過互聯網瀏覽器使用這個系統(tǒng)，注冊用戶只需要一臺計算機和一張專門的安全訪問卡，既無需占用大量的本機軟件資源，也無需以物理方式接入西門子在柏林的測試中心。因此，目前已有上百位專家能夠利用其本土設施，遠程監(jiān)視新輪機的測試，從而大幅降低了差旅費用，并且有更多時間來處理當地的工作。西門子能源與西門子俄羅斯研究院之間的合作確實極富成效。ELVis已經大大提高了西門子輪機監(jiān)測業(yè)務的效率。在快速發(fā)展的工業(yè)監(jiān)測領域，這個平臺也適用于各種各樣的復雜技術系統(tǒng)。

教道路“說話”

要使道路交通更安全、更高效、更環(huán)保，方法之一就是，賦予車輛和基礎設施通信的能力。西門子正為有關試點項目提供支持，以便將上述構想變成現實。

展望未來，車輛將能夠與交通基礎設施實時共享交通流量、交通事故和施工路段方面的信息。諸多研究項目已表明此類“協(xié)作系統(tǒng)”是可行的。

例如，在奧地利維也納的一個車聯網測試場，研究人員在一條45公里長的測試道路上，對諸多應用進行了測試。這些應用包括：針對潛在危險和交通堵塞的通知、警告標志提醒和車載減速裝置。

車輛間的通訊聯盟（Car2Car-CC）旨在推動車輛之間的自由通訊，其中，歐洲汽車制造商計劃于2015年推出配備了協(xié)作系統(tǒng)的車輛。道路運營商也在展開配套項目。2013年6月，德國、奧地利和荷蘭三國的交通部長，簽署了關于聯合推出協(xié)作系統(tǒng)的意向聲明書。在業(yè)界合作伙伴的協(xié)助之下，首先將在維也納與鹿特丹之間的高速公路上，提供關于道路施工現場的警告信息。配有專門設備的施工現場拖車，將利用WLAN或移動無線電網絡，向交通中心發(fā)送信息，交通中心再將信息轉發(fā)給車輛。在另一端，配有*技術的車輛，則將關于其當前位置的信息及有關交通流量或天氣狀況的其他數據，發(fā)送給交通中心。

在不久的將來，車輛將能夠與交通基礎設施通信。

在奧地利的ECo-AT項目中，綜合運用了上述所有方法。該項目旨在為協(xié)作系統(tǒng)的所有產品和服務制定規(guī)范。之后將在長約10公里的道路上，對這些系統(tǒng)予以測試。西門子負責提供測試道路和控制中心所需的硬件，以及路邊裝置、車載裝置和相關通信軟件。

當然，在未來的協(xié)作系統(tǒng)中，數據安全將是關鍵部分。相關計劃呼吁對所有與安全或交通技術相關的信息使用標準化PKI（公鑰基礎設施）代碼。每臺車輛的ID均將實現匿名化，從而確保通信的保密性。從2015年開始，維也納與鹿特丹之間的整條通道，都將配備協(xié)作系統(tǒng)。