MindSphere——基于云的开放式物联网操作系统
西门子工厂自动化工程有限公司上海第一分公司业务拓展经理 王晓举
西门子是一个多元化的公司，不仅是一个传统的电器化和自动化公司，也是欧洲第二、全球前十的一个软件公司。这些年一直在做数字化转型，一方面是为了向客户提供更好的产品、服务、解决方案，另一方面可以利用一些新技术、新平台、新手段，收集大量分布在生产现场的设备、系统的数据，让数据转化为信息，发挥更多的价值。
开发 MindSphere 系统就是西门子数字化转型的一个重要体现。
MindSphere 是西门子推出的基于云的开放式物联网操作系统，2016 年 4 月，西门子在德国汉诺威工业博览会上正式发布MindSphere。2017 年 6 月，MindSphere 在西门子亚太首个数字化体验中心首秀。
MindSphere 的定位是在未来打造成为一个类似 windows 或者是 Linux 这样的操作系统，帮助客户解决现场数据采集的问题，从而让客户更关注数据采集完成后的功能实现和价值发挥等方面。利用MindSpere，通过绩效数字反馈到产品和生产过程中，从而让数据产生更多的价值，让生产更有效率，让设备和产品更贴合客户的实际需求，充分发挥设备的价值，给客户带来更多的产出。
MindSphere 严格意义上来说是一个 Pass（平台及服务）平台。
目前比较常见的 Pass 平台主要有工业物联网平台与消费领域云平台，MindSphere 属于前者。两者一个根本的区别就是，消费领域云平台所有数据来源于互联网，来源于信息化系统内搜集到的在线数据，而工业互联网平台的所有数据则来源于生产现场，这些数据可能存在于生产设备、自动化系统，以及在线工厂或者企业内部的一些分散的信息系统里。
对于物联网操作系统来说，第一步要解决的是数据采集的问题，数据采集的解决方法就是采用不同的接口方式、标准或者非标准的协议，把分散在设备、现场系统或者 PLC 自动化设备中的数据都收集起来，从而挖掘以前容易被忽视的、海量的数据。通过简单快捷的方式把这些数据抓取到云平台上，在 wifi 上就可以灵活地利用这些数据，发挥价值。
同样在 MAC 平台上汇集了大量的算法、模型或者是 ui 分链等，可以帮助客户快速地构建出需要的应用。比如说要采集能源设备数据，实现能源管理的一些功能，采集了一台电机或者一台水泵运行状态信息或者是机械振动信号，工作人员就可以对这些设备实现预测性维护，或者是预防性的早期故障诊断，这些是可以利用慢速或者物联网达到的效果和功能。
Mindsphere 上下三层组件服务多方使用者
Mindsphere其实可以简单地理解为三层：最底层是MindConnect 组件，解决数据采集的问题，利用 MindConnect 组件，可以方便地把分布在现场不同的设备、系统、PC、标准或者非标准控制器里的数据灵活快捷地采集上来；对于中层的 MindSphere主体来说，里面封装了大量的数据、分析算法、技术原理、行业知识等。封装的平台以及数据库数据，包括一些 UI 控件等全部都会封装在平台本身，不同的客户可以方便地利用平台的 API（Applicationrogramming Interface， 应 用 程 序 编 程 接 口 ）、UI控件在上层MindApps 快速地叠加出来。当客户想要某个系统功能，或者想对某些数据进行处理和展现时，可以在顶层的 MindApps 上灵活地通过不同的 APP 来实现。
原始设备制造商生产的设备需要销售给全国甚至全球客户，也需要对这些设备进行后期维护。基于对数字的分析、支撑、运算，就可以知道设备的故障原因，甚至可以利用这些机械信号转化为电气信号，提前发现故障，从而对设备进行预维护，提前消除隐患，所以这对于客户的质保管理会起到良好的作用。另外一方面，这些设备的运行数据能够帮助原始设备制造商来改进他们的生产设计、工艺制造等。
对于终端客户来说，整个生产过程中有大量的数据，比如生产数据、质量数据、设备数据、能源数据等，这些数据都可以通过MindSphere 平台进行统一管理，从而提高生产效率，降低生产过程中的能源消耗等。
对于合作伙伴或者是软件开发商来说，不再需要到现场帮客户采购硬件、软件、操作系统、数据库等，只需要在数据采集的基础上，在云端来实现软件的功能开发、升级、维护等，这将为软件公司带来全新的业务模式，在线上就可以完成软件的销售和维护。
MindSphere 为链接和数据采集问题提供多样解决方案
MindSphere 会成为面向连接设备应用的一个开放系统，所有的数据都来源于现场。以西门子的产品为例，比如 POC（PTT OverCellular，无线一键通功能）产品、驱动产品、网络产品、过程控制产品，甚至是大量的采用标准协议或者非标准协议的第三方设备，都可以通过安全加密的方式把数据快捷地采集到 MindSphere 平台上。在 MindSphere 平台上会有大量且不同来源的 APP 来对数据进行加工、处理、分析以及展现，帮助客户充分利用数据，提高生产效率，提高对生产设备的维护能力，以及响应速度等。
为了解决数据连接问题，西门子提供了多种连接方式。比如说通过软件的方式，快捷地把分布在现场不同应用系统的数据采集到MindSphere平台上；通过LT的一些网关硬件， 比如说是MindSphere、LT2040 以及 MAC1500 等，快速抓取一些存量设备还有第三方设备的数据；另外，对于客户已经在使用的、采用非标准协议的第三方设备，MindSphere 可以提供 one take it like 类的代码，便于客户将自有控制器和系统里的数据直接上传到 MindSphere。
以 MindConnect 为例，整个数据的采集流程非常简单，只有两步：第一步连接，第二步组态。可以把它理解成一个工业的 IPC（Inter-Process Communication，进程间通信），通常只需要一根电源线，两根网线连接就可以正常工作，其中一根网线是连接现场的工业控制网络或者设备，而另外一根网线通过直接或者间接的方式连接到互联网，通过一些简单的配置，就可以完成数据上云的工作。
对于开发者来说，客户采集不同的数据上传到 MindSphere 后，要实现不同的应用，西门子提供大量的 API，可以利用标准的开发语言，比如 Java、JavaScript 以及其他的一些标准的高级语言，实现所需要的功能。对于设备的预测维护，就可以通过采集一些关键的机械信号、震动或者是电气参数，对设备的一些关键元器件进行预测性维护。
希望设备制造商、渠道合作伙伴、应用开发者、系统集成商、最终客户等共同地加入 MindSphere 生态圈，未来将 MindSphere 打造成为一个开放的生态系统。