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機(jī)器少數(shù)派報(bào)告

就像懸疑片《少數(shù)派報(bào)告》中那樣以先發(fā)制人的方式打擊犯罪，西門子的通用遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)正在幫助預(yù)測(cè)和防止機(jī)器發(fā)生故障，以免造成慘重?fù)p失。這些機(jī)器各式各樣，從輪機(jī)到斷層掃描設(shè)備，不一而足。西門子的新一代遠(yuǎn)程平臺(tái)將能夠處理與日俱增的數(shù)據(jù)，為開創(chuàng)新的業(yè)務(wù)模式奠定基礎(chǔ)。

現(xiàn)在，維護(hù)工程師可以對(duì)數(shù)十萬臺(tái)設(shè)備、乃至整座城市的交通控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程分析。

杜伊斯堡，全城“飄綠”。唔，還差一點(diǎn)。在一個(gè)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(diǎn)和一個(gè)紅點(diǎn)。每一個(gè)點(diǎn)都代表一個(gè)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(biāo)點(diǎn)了下這個(gè)紅點(diǎn)。屏幕彈出一條消息，告訴他這個(gè)紅綠燈的一只紅色燈泡燒壞了。這不是大問題，因?yàn)榧t綠燈系統(tǒng)通常為每個(gè)方向都配備了至少兩個(gè)紅綠燈，或者配備了兩只紅色信號(hào)燈泡。

然而，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在第二個(gè)燈泡壞掉之前，更換這只燒壞的燈泡。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)表明，要完成這個(gè)任務(wù)，需要一輛帶升降臺(tái)的載重汽車，因?yàn)榘l(fā)生故障的燈泡位于高出地面數(shù)米的懸掛式紅綠燈上。

過去，技術(shù)人員需要驅(qū)車前往現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)這個(gè)紅綠燈進(jìn)行檢查，然后，再驅(qū)車返回車間，領(lǐng)取更換部件，或者還得換一輛帶升降臺(tái)的載重汽車。但現(xiàn)在，歸功于通用遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)（cRSP），為德國(guó)西門子紅綠燈提供維護(hù)服務(wù)的大約380名維修技術(shù)人員在還沒坐上維修車之前，就對(duì)所要面臨的情況了如指掌。cRSP是一個(gè)由計(jì)算機(jī)中心和數(shù)據(jù)鏈路構(gòu)成的統(tǒng)一IT基礎(chǔ)設(shè)施，支持西門子各個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域執(zhí)行遠(yuǎn)程維護(hù)。城市中的交通計(jì)算機(jī)、發(fā)電站的電機(jī)，以及醫(yī)院的計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備等，將通過這個(gè)系統(tǒng)定期向分布于全球的三個(gè)西門子計(jì)算機(jī)中心發(fā)送狀態(tài)數(shù)據(jù)。反過來，cRSP會(huì)自動(dòng)向與之聯(lián)網(wǎng)的部分系統(tǒng)發(fā)送軟件更新。維修人員可根據(jù)狀態(tài)數(shù)據(jù)來安排系統(tǒng)的維護(hù)及維修。在有些領(lǐng)域，甚至能在故障發(fā)生之前就完成維護(hù)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(jì)算機(jī)，從阿布扎比，到維爾茨堡，數(shù)不勝數(shù)。每一年，僅在德國(guó)，維修技術(shù)人員就要執(zhí)行大約6.5萬件維修和維護(hù)任務(wù)。向位于埃森和紐倫堡的控制中心發(fā)送故障報(bào)告的既可以是客戶，也可以是交通計(jì)算機(jī)。接下來，這兩個(gè)中心將致電維修技術(shù)人員的智能電話，向他們發(fā)出通知。大多數(shù)情況下，西門子保證在兩小時(shí)之內(nèi)派人趕赴現(xiàn)場(chǎng)，或者開始排除故障。如果維修技術(shù)人員不知道該如何解決故障，就會(huì)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(jì)算機(jī)等。

不可取代的服務(wù)合同。盡管遠(yuǎn)程維護(hù)有諸多優(yōu)點(diǎn)，一些城市依然對(duì)其在交通管理方面的應(yīng)用存有疑慮?；蛟S出于數(shù)據(jù)保護(hù)方面的擔(dān)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(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)產(chǎn)品經(jīng)理Klaus Selbach說：“人們不會(huì)一下子就順理成章地接受遠(yuǎn)程維護(hù)。”Selbach向大型電機(jī)和輸電系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)商提供顧問服務(wù)。一臺(tái)輸出功率超過250千瓦的電機(jī)發(fā)生故障，會(huì)對(duì)關(guān)聯(lián)過程造成嚴(yán)重后果，因故障而付出的代價(jià)可能遠(yuǎn)高于遠(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)的成本。譬如，如果發(fā)電站冷卻液泵的傳動(dòng)裝置停止工作，那么發(fā)電廠將停止發(fā)電，這會(huì)造成每天數(shù)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(jià)的風(fēng)險(xiǎn)，而不愿投資于服務(wù)合同。但這將事與愿違。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，Selbach的團(tuán)隊(duì)知道，服務(wù)合同幾乎總是能帶來豐厚回報(bào)。

從慕尼黑的控制中心，Bijedic-Hoffmann的團(tuán)隊(duì)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(shí)，工況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將通過cRSP，向西門子維護(hù)中心發(fā)送關(guān)于電機(jī)和輸電系統(tǒng)狀態(tài)的信息。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將發(fā)送關(guān)于發(fā)電廠的電機(jī)和輸電系統(tǒng)、礦場(chǎng)的碎石機(jī)傳動(dòng)裝置、水泥生產(chǎn)設(shè)備、以及石油和天然氣設(shè)施等的狀態(tài)報(bào)告。它們都配備了溫度和振動(dòng)傳感器，能夠發(fā)送關(guān)于扭矩和轉(zhuǎn)速的信息。根據(jù)這些信息，可以計(jì)算出傳動(dòng)系統(tǒng)所承受的應(yīng)力。如果超出了臨界水平，技術(shù)人員可以深入研究相關(guān)數(shù)據(jù)，甚至實(shí)時(shí)觀察其工況。這樣，就能事先發(fā)現(xiàn)即將發(fā)生的故障，譬如，在軸承破碎在一團(tuán)煙霧中之前，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)磨損的軸承。Selbach說：“我們已經(jīng)阻止了多起這樣的故障。”

使醫(yī)療設(shè)備保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。預(yù)防性維護(hù)——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(shù)。他們是遠(yuǎn)程維護(hù)領(lǐng)域的一支先鋒隊(duì)伍。在1985年，當(dāng)西門子在英格蘭為一臺(tái)計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備配備一臺(tái)調(diào)制解調(diào)器以便進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率僅為300比特/秒。如今，cRSP已經(jīng)連接了包括磁共振斷層掃描成像設(shè)備和超聲成像設(shè)備在內(nèi)的超過12萬臺(tái)醫(yī)療設(shè)備，以及一萬名用戶。這些設(shè)備可以自動(dòng)接收最大10 Gb的軟件更新。1985年，傳輸如此巨大的數(shù)據(jù)包需要花數(shù)年時(shí)間。cRSP是由西門子各業(yè)務(wù)集團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來。醫(yī)療集團(tuán)是最大的用戶，占用了80%的數(shù)據(jù)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(chǔ)設(shè)施，包括計(jì)算機(jī)中心和傳輸日志，不過，他們結(jié)合使用了其自有應(yīng)用和業(yè)務(wù)模式。

到2020年，50萬臺(tái)設(shè)備。目前總共已有25萬臺(tái)設(shè)備連接至cRSP，到2020年，這個(gè)數(shù)字有望翻番。每個(gè)月，僅醫(yī)療領(lǐng)域就要通過2000萬個(gè)連接傳輸10 Tb數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量逐年激增，預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到100 Tb，因?yàn)樵絹碓蕉嗟脑O(shè)備功能都是由軟件實(shí)現(xiàn)的，其故障很容易通過遠(yuǎn)程方式進(jìn)行排除。通過這種方式獲得的數(shù)據(jù)也為分析和研究醫(yī)療與人口數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，并藉此開發(fā)新的業(yè)務(wù)模式奠定了基礎(chǔ)。

西門子醫(yī)療的遠(yuǎn)程維修業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Sascha Sandner表示，“幾年內(nèi)，隨著數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)，cRSP的可靈活擴(kuò)展性和成本將臻于極限。”正因?yàn)槿绱?，急需一?xiàng)新的技術(shù)——這項(xiàng)技術(shù)已在醞釀之中。西門子醫(yī)療、基礎(chǔ)設(shè)施和城市、能源等業(yè)務(wù)領(lǐng)域已與西門子中央研究院、醫(yī)療IT團(tuán)隊(duì)聯(lián)手，共同開發(fā)一個(gè)名為“新一代cRSP”的新系統(tǒng)。這個(gè)新系統(tǒng)將采用模塊化設(shè)計(jì)。得益于其改進(jìn)了的架構(gòu)，它能處理未來的海量數(shù)據(jù)，也具備了更加出色的安全功能，并且為連接廉價(jià)設(shè)備提供了新的可能。新的、小規(guī)模計(jì)算機(jī)中心將會(huì)被增設(shè)，并且設(shè)備將會(huì)僅向當(dāng)時(shí)具備足夠容量的計(jì)算機(jī)中心發(fā)送數(shù)據(jù)。每一臺(tái)設(shè)備都包含一個(gè)通信代理，它將判定所要發(fā)送的是哪種類型的數(shù)據(jù)。敏感數(shù)據(jù)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(shè)備在同一個(gè)國(guó)家的計(jì)算機(jī)中心。相比之下，不那么敏感的數(shù)據(jù)則可以利用基于云計(jì)算的服務(wù)來發(fā)送，以節(jié)省費(fèi)用。

全天候服務(wù)。未來cRSP架構(gòu)的主要目標(biāo)之一，是支持創(chuàng)建新的業(yè)務(wù)模式?？蛻粢呀?jīng)可以在包含遠(yuǎn)程診斷和軟件升級(jí)的基礎(chǔ)服務(wù)，與提供每周7天、每天24小時(shí)維修保證的高級(jí)服務(wù)之間，進(jìn)行隨意選擇。在醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，創(chuàng)新壓力特別大。Sandner說：“現(xiàn)在，我們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手提供了遠(yuǎn)程診斷，甚至可以主動(dòng)檢測(cè)出即將發(fā)生的故障。”

通過進(jìn)行主動(dòng)維護(hù)、節(jié)能增效和遠(yuǎn)程診斷，數(shù)據(jù)分析正在轉(zhuǎn)變業(yè)務(wù)模式。

接下來，要提供交互式服務(wù)，如實(shí)時(shí)音視頻合作。譬如，X光機(jī)發(fā)生故障時(shí)，放射治療師可以使用cRSP來與西門子的應(yīng)用專員建立可視通話，后者將以遠(yuǎn)程方式逐步指導(dǎo)他排除故障。另一方面，醫(yī)生可以向另一家醫(yī)院的?？漆t(yī)生征求意見。如今，通過cRSP已經(jīng)可以做到這一點(diǎn)，但新一代系統(tǒng)將能實(shí)現(xiàn)更加出色的質(zhì)量，哪怕是采用諸如平板電腦等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。這將不僅增進(jìn)西門子與客戶之間的互動(dòng)，而且能增進(jìn)客戶彼此之間的交互。

高級(jí)遠(yuǎn)程維護(hù)可以在西門子的所有業(yè)務(wù)領(lǐng)域激發(fā)新的應(yīng)用。譬如，樓宇科技集團(tuán)的專家正在利用cRSP基礎(chǔ)設(shè)施及其安全數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，遠(yuǎn)程控制一家醫(yī)院的設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)，而西門子醫(yī)療的同事正利用該系統(tǒng)對(duì)同一幢大樓內(nèi)的計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)。這種方式形成了協(xié)力效應(yīng)，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(wù)模式。譬如，樓宇科技集團(tuán)正在利用樓宇管理數(shù)據(jù)，向客戶提出關(guān)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(jù)從實(shí)際駕駛操作中獲得的數(shù)據(jù)，向鐵路工程師提供了關(guān)于如何以更加節(jié)能增效的方式操作西門子機(jī)車的小貼士。以這種方式節(jié)能增效而節(jié)省的費(fèi)用將由運(yùn)營(yíng)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(wù)中心也將拉開遠(yuǎn)程維護(hù)新時(shí)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(jī)柜中，不過員工能強(qiáng)制操作這個(gè)系統(tǒng)，就好像他們站在機(jī)柜前面一樣。軟件更新將被自動(dòng)上傳到控制裝置中。同樣地，這個(gè)新系統(tǒng)也將提高效率。部門主管Herbert Padinger表示，“在新興市場(chǎng)國(guó)家更是如此，它們承擔(dān)不起雇傭大量技術(shù)人員的費(fèi)用。”這個(gè)系統(tǒng)也采用了云計(jì)算技術(shù)；德國(guó)已經(jīng)有10座城市將其交通控制任務(wù)交給了慕尼黑服務(wù)中心另一間機(jī)房?jī)?nèi)的計(jì)算機(jī)來處理?？蛻舻慕煌üこ處熆梢酝ㄟ^互聯(lián)網(wǎng)訪問這個(gè)系統(tǒng)，譬如，當(dāng)他們計(jì)劃為一次大型活動(dòng)而把所有紅綠燈切換為綠色時(shí)時(shí)候。他們可以在家里舒舒服服地完成這項(xiàng)工作。

Bernd Müller

“云”中的ELVis

為了分析輪機(jī)性能，燃?xì)廨啓C(jī)測(cè)試和驗(yàn)證專員必須處理海量數(shù)據(jù)。西門子新打造的燃?xì)廨啓C(jī)配備了近萬個(gè)機(jī)載傳感器，每8個(gè)小時(shí)可以生成12 Tb的數(shù)據(jù)，這是多么驚人的數(shù)字！西門子全球大型燃?xì)廨啓C(jī)測(cè)試和驗(yàn)證機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人Jochen Luetche想知道，“如果工程師能在網(wǎng)上碰面，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所有輪機(jī)數(shù)據(jù)，不必費(fèi)錢費(fèi)時(shí)出差，而是通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合作，會(huì)怎么樣？”為了解答這個(gè)疑問，以Michael Zidorn為首的柏林測(cè)試場(chǎng)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(lián)合成立了一支小組，共同開發(fā)了ELVis——一個(gè)充分利用云計(jì)算技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，收集、存儲(chǔ)和處理大量基于輪機(jī)的信息，并進(jìn)行可視化的平臺(tái)。在ELVis的開發(fā)階段，這支團(tuán)隊(duì)側(cè)重于三個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)：允許連續(xù)不斷地獲取大量傳感器讀數(shù)；采用復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析；以及在分布于全球的多個(gè)機(jī)構(gòu)，以可視方式呈現(xiàn)分析結(jié)果。聯(lián)合開展的工作包括：對(duì)Web技術(shù)的新進(jìn)步進(jìn)行比較分析；考察如何將從社交網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域形成的創(chuàng)意（如信息交換），用于燃?xì)廨啓C(jī)的監(jiān)測(cè)應(yīng)用。Loginov回憶道，“我們從2012年11月開始進(jìn)行研發(fā)，到2013年5月，這款軟件的*個(gè)生產(chǎn)版本就已在全球各地使用，提供對(duì)柏林測(cè)試場(chǎng)地實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的接入。”這個(gè)項(xiàng)目進(jìn)展極快，這歸功于以突破陳規(guī)的方式利用了實(shí)時(shí)Web 2.0和云計(jì)算領(lǐng)域經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)了的熱門技術(shù)。得益于此，ELVis實(shí)現(xiàn)了可高度靈活擴(kuò)展的架構(gòu)，因而，不論是在便攜電腦上，還是在多站點(diǎn)計(jì)算機(jī)群中，都能同樣輕松地使用這個(gè)平臺(tái)。如果要通過互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器使用這個(gè)系統(tǒng)，注冊(cè)用戶只需要一臺(tái)計(jì)算機(jī)和一張專門的安全訪問卡，既無需占用大量的本機(jī)軟件資源，也無需以物理方式接入西門子在柏林的測(cè)試中心。因此，目前已有上百位專家能夠利用其本土設(shè)施，遠(yuǎn)程監(jiān)視新輪機(jī)的測(cè)試，從而大幅降低了差旅費(fèi)用，并且有更多時(shí)間來處理當(dāng)?shù)氐墓ぷ鳌Ｎ鏖T子能源與西門子俄羅斯研究院之間的合作確實(shí)極富成效。ELVis已經(jīng)大大提高了西門子輪機(jī)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)的效率。在快速發(fā)展的工業(yè)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，這個(gè)平臺(tái)也適用于各種各樣的復(fù)雜技術(shù)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(chǔ)設(shè)施通信的能力。西門子正為有關(guān)試點(diǎn)項(xiàng)目提供支持，以便將上述構(gòu)想變成現(xiàn)實(shí)。

展望未來，車輛將能夠與交通基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)時(shí)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(xiàng)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(gè)車聯(lián)網(wǎng)測(cè)試場(chǎng)，研究人員在一條45公里長(zhǎng)的測(cè)試道路上，對(duì)諸多應(yīng)用進(jìn)行了測(cè)試。這些應(yīng)用包括：針對(duì)潛在危險(xiǎn)和交通堵塞的通知、警告標(biāo)志提醒和車載減速裝置。

車輛間的通訊聯(lián)盟（Car2Car-CC）旨在推動(dòng)車輛之間的自由通訊，其中，歐洲汽車制造商計(jì)劃于2015年推出配備了協(xié)作系統(tǒng)的車輛。道路運(yùn)營(yíng)商也在展開配套項(xiàng)目。2013年6月，德國(guó)、奧地利和荷蘭三國(guó)的交通部長(zhǎng)，簽署了關(guān)于聯(lián)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(guān)于道路施工現(xiàn)場(chǎng)的警告信息。配有專門設(shè)備的施工現(xiàn)場(chǎng)拖車，將利用WLAN或移動(dòng)無線電網(wǎng)絡(luò)，向交通中心發(fā)送信息，交通中心再將信息轉(zhuǎn)發(fā)給車輛。在另一端，配有*技術(shù)的車輛，則將關(guān)于其當(dāng)前位置的信息及有關(guān)交通流量或天氣狀況的其他數(shù)據(jù)，發(fā)送給交通中心。

在不久的將來，車輛將能夠與交通基礎(chǔ)設(shè)施通信。

在奧地利的ECo-AT項(xiàng)目中，綜合運(yùn)用了上述所有方法。該項(xiàng)目旨在為協(xié)作系統(tǒng)的所有產(chǎn)品和服務(wù)制定規(guī)范。之后將在長(zhǎng)約10公里的道路上，對(duì)這些系統(tǒng)予以測(cè)試。西門子負(fù)責(zé)提供測(cè)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(guān)通信軟件。

當(dāng)然，在未來的協(xié)作系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)安全將是關(guān)鍵部分。相關(guān)計(jì)劃呼吁對(duì)所有與安全或交通技術(shù)相關(guān)的信息使用標(biāo)準(zhǔn)化PKI（公鑰基礎(chǔ)設(shè)施）代碼。每臺(tái)車輛的ID均將實(shí)現(xiàn)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)。