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上海西齐机电设备有限公司

公司主要从事工业自动化领域设备的研发、销售、维修和承接自动化工程及技术服务等,集产品销售、自动化控制工程、设备维修为一体,销售西门子PLC、触摸屏、变频器、SITOP电源、数控系统(840D、802S/C、802SL、828D 801D)、伺服数控V20/V90/V80V60、软启动、备件等各系列产品。

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城市的数码缩影

不论是交通运输系统、能源系统,还是建筑物、城市基础设施之间总有着千丝万缕的联系,可谓牵一发而动全身。借助西门子打造的一个软件平台,可以更加轻松地掌控城市规划的复杂性。



Bernd Wachmann博士是西门子*研究院(CT)开展的“可持续发展的城市”项目的负责人,他在屏幕上打开了一幅卫星地图,找到新泽西州普林斯顿近郊的一片草地。轻点鼠标,他在图中插入了两栋写字楼。然后,他绘制了建筑平面图,并添加了停车场和出入道路——在这个虚拟世界里,一座建筑综合体便初具雏形。在Wachmann执行这些操作的过程中,图像下方的条形图显示了诸如这些建筑物在不同时期不同时段的能耗、光伏系统将如何改善其电力均衡、可以容纳多少人在里面上班、这些人的活动会对交通流和电网产生什么影响、他们将产生多少垃圾和空气污染以及预计运行成本等数据。Wachmann解释道,“这些数据不过是我们模拟的众多参数中的一小部分,我们模拟的参数还包括诸如步行适宜性、电动汽车对建筑项目的电力均衡乃至人们生活质量的影响等。所有这些方面都可以被量化,从而被纳入建**畴。”


在此过程中,Wachmann使用的软件平台是西门子*研究院的科学家们开发的“城市生活管理(CLM)”项目的一部分。CLM平台是西门子美国研究院与西门子*研究院的合作研发成果,城市数据评估则在柏林和维也纳进行,西门子*研究院负责提供基础设施方面的专业知识。该项目开发并提供了用于全景式审视城市、模拟转变造成的长期影响以及制定适当对策的解决方案。CLM为城市规划者提供了一个预知其决策的潜在后果的简便方法。借助该平台,还可以轻松模拟“如果…那么…”式替代场景,譬如,将双向道改为单行道、增加建筑物的高度,或者利用光伏设施来改善某个社区的电力均衡等。这个平台为通过简单、直观的途径解决错综复杂的城市规划问题开辟了新的可能。



城市的经济、环境与社会发展目标之间的相互关系较其复杂。例如,提倡驾驶电动汽车与扩建公共交通网络,哪种做法更为明智?如果选择前者,则不能缓解交通拥堵,但可以降低二氧化碳排放量,而这也仅当可再生能源发电并网向电动汽车供电时才会成为现实。这进而要求高性能电网,有时候,首先要修建高性能电网,并且必须设立充电站。另一方面,如果选择扩建公共交通系统,则必须确保人们有充分的动机去使用公交工具。对于任何一个人,甚至对于许多城市的**而言,这一切都太过复杂,难以评估。不过,CLM平台可以让这个难题迎刃而解。Wachmann说:“尽管我们的模型做出的预测并不确切,但其精确度可达80%,从而为诸如**、政治家、民间机构和当地居民等制定决策奠定坚实的基础。”


像城市这样复杂的实体,不能靠权宜之计来解决问题,同时,摩擦领域势必日益扩大。新工业园或新城区的建设计划一经宣布,**和市民就要开始解决其潜在的影响。初步计划制定完毕之后,需要经建筑部门、公用事业公司、经济和环境管理局、建筑管理局以及能源供应商等诸多机构逐一审查。通常,**也可提供这些计划供公众查阅。诸如CLM等在线平台能为项目规划者省去许多麻烦,特别是在容易引起争议的项目中。在这种情况下,适当的市民参与能起到关键作用。


数字建模城市。CLM以用于产品生命周期管理(PLM)的工业解决方案为蓝本,后者可用于集中管理产品开发、生产、仓储和销售等方面的全部数据。这种方法不仅提高了透明度,而且大大提高了整个价值创造过程的效率。利用这项创新技术,汽车行业已大幅节省了成本,缩短了开发和生产周期,提高了生产率。然而,直到较近,这项技术尚未被大量用于城市规划应用。但是,西门子美国研究院的CLM平台项目经理Thomas Gruenewald坚信,专为规划大型基础设施项目而打造的精巧平台,可以取得类似的成功,还可以促进城市的可持续发展。



目前,西门子*研究院的*正在重点研究城市基础设施的规划阶段,这个领域存在巨大的改进空间。西门子美国研究院的高级**George Lo博士指出,在具体计划出台之前,75%的决定建筑物生命周期成本的决策便已敲定。此外,德克萨斯大学奥斯汀分校开展的一项研究发现,大多数建筑项目都因多番修改初稿而浪费了多达57%的时间。换句话说,要想满足预算和进度要求,设计出可持续发展的城市建筑项目,就必须在初稿阶段制定好决策。


CLM平台的开发得益于西门子在规划、楼宇、工作水、污水处理和能源供应系统以及交通运输基础设施等方面拥有多年的丰富经验。西门子*研究院的建模*Tim Schenk表示,“我们之所以能够处理如此盘根错节的复杂关系,是因为我们懂得如何对这些系统的物理行为进行数学建模。”此外,Schenk与其他人正在研究越来越多的城市提供的关于其人口结构和发展、能源消耗和交通运输要求等的海量数据。然后,可以根据这些分析结果,在CLM上创建逼真的模型,让参与者一窥现实主义风格的未来场景。


所有这一切促成了范式转变,因为现在规划者可以几乎实时地看见其在一个领域做出的决策,例如,建筑物的高度,会对诸如当地交通或社区电力均衡等产生什么样的影响。


中国和中欧有两个大型项目都打算率先采用这项技术,CLM工作组现在正在与其代表谈判。


模拟生活质量。Wachmann表示,“这只是开端。目前,我们也在利用诸如能耗、交通运输量、二氧化碳排放量等关键绩效指标(KPI),来推算社会经济指标。”Wachmann提到的社会经济指标,可用于评估生活质量、经济发展等诸多方面。为此,西门子研究人员正在根据*意见和统计研究结果,开发估算模型。生活质量评估严重依赖于诸如工资、公共安全、生活条件等因素,但文化条件也要纳入考虑。


模拟中还应更加精确地考虑诸如建筑法令和能效规定等地方性因素,以及影响力追赶了地方界限的因素,譬如**气候变化趋势,因为未来的建筑物能源消耗必将受到气候变化的影响。人口变化也应纳入考虑。毕竟,随着人口老龄化,诸如带斜坡适于轮椅上下的人行道和残疾人**停车场等设施的需求也会随之增长。“只要这些因素是可以量化的,我们就能将之建模,”Wachmann如是道。


CLM的应用潜力不只是虚拟规划。该平台不仅可用于为今后数十年设计新的社区和重新设计城市,而且有助于在建筑物和社区建成后对其进行管理。比如,只要轻点鼠标,规划者和市民就能确定,如果增加一条有轨电车线路,某个社区对电动车停车场和充电设施的需求将如何变化。


Hubertus Breuer


城市基因项目勾勒城市新图景

为开展“绿色城市指数”系列环境研究,西门子与经济学人智库(/greencityindex)必须分析各种各样的海量数据,并开展大量调查。此外,从那时起,诸如维也纳、伦敦和柏林等城市运行的网站上发布了越来越多的信息,这些数据涵盖了城市的方方面面,从能源和经济,到艺术与文化,不胜枚举。事实上,可用的数据如此之多,亚利桑那州立大学的可持续发展*Jonathan Fink认为,解码“城市基因”的时机已经到来。然而,说起来容易,做起来难。因为免费提供的关于城市的社会经济与环境发展的数据,继续按照诸如交通运输、医疗和人口结构等领域进行划分,并且这些信息在质量、数量、粒度和彻底性等方面经常地显示出巨大的差异。现在,作为西门子*研究院(CT)开展的“可持续发展城市”灯塔示范项目的一部分,西门子*正在研究可以更加快速地收集、整合和解读这些数据的方法。目前可用的是一些基于城市发布的数据的、在许多情况下有待改进的简单程序。这些程序允许用户调看当前的交通状况,或找出可以在哪里丢弃旧衣物或可回收的玻璃废品。然而,更为重要的是,这些程序能够快速、清晰地呈现城市生活概貌,包括城市的电力均衡及其人口结构或社会发展等方面。奥地利维也纳的西门子*研究院计算机科学家Axel Polleres博士表示,“要解决的挑战是,利用五花八门的数据源以及多种不同的时间和空间分辨率,勾勒出协调、全面的城市图景。随着城市相互之间的联系日益紧密,这项工作终将得到捆绑式报告标准的支持。”奥地利格拉茨的西门子*研究院的Stefan Kluckner博士正在开发的一个有用工具采用了尖端的成像处理技术,将常规数字二维图像,转换为整个城市行政区域的三维模型。该系统从重叠视角和不同时点记录了相关场景,然后利用自动化技术,将之合成为一个三维模型。其目的是利用这些从空间和时间上编排起来的数据集,帮助未来的自动化分析程序显示城市的当前状态,继而将这些描绘用作城市建模和模拟的基础。例如,这有助于创建持续更新的动态“绿色城市指数”。


电力独立型建筑物?欢迎光临“水晶宫”



西门子斥资约3000万欧元,在伦敦**维多利亚码头区修建了一个城市可持续发展知识与对话中心。该中心亦称“水晶宫”,于2012年夏季揭幕,预计每年将吸引约10万名参观者。该建筑群包含一个2000平方米的交互式展示区,**展示了城市可持续发展的方方面面,从楼宇科技和交通,到能源与供水系统,不一而足。一个设有270个座位的礼堂将用于做演讲和开讨论会。来自西门子的*将与合作组织一道,同建筑师、城市规划者、**官员、学校和学生等建立并保持对话,还将为城市开发项目给予支持。在这个中心,游客将一睹未来的环保型建筑物。这座设施完全采用太阳能电池和地热泵提供的可再生能源,通过处理雨水来获取饮用水,废水也将在经净化处理之后,用于灌溉植物。这个建筑群通过了严格的国际LEED和BREEAM标准认证,拥有诸多堪称**的特性,如附属于西门子在伦敦运营的充电网络的电动汽车充电站。

公司主要从事工业自动化领域设备的研发、销售、维修和承接自动化工程及技术服务等,集产品销售、自动化控制工程、设备维修为一体,销售西门子PLC、触摸屏、变频器、SITOP电源、数控系统(840D、802S/C、802SL、828D 801D)、伺服数控V20/V90/V80V60、软启动、备件等各系列产品。

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未来的增长型市场

看不见、摸不着的软件模块可谓是“幕后英雄”,它们早已成为管理海量互联网信息不可或缺的强大工具。美国思科公司的研究表明,到2020年,将有**过500亿台设备连入互联网,从智能手机、个人电脑和ATM机具,到工厂中的生产设备和运输集装箱中的货物。市场研究公司Gartner认为,物联网是当今时代的战略性技术之一。同时,该公司预计,物体识别、分析和通信解决方案在今后五年内也将达到起步规模,并且变得经济实用。Gartner的研究发现,物联网的基本要素包括集成于各类设备和物体的传感器、借助手机摄像头实现的图像识别,以及基于近场通信(NFC)的支付等。在NFC支付系统中,用户将手机靠近NFC读卡器,便可以为购买的物品付款。


目前人们已经可以看到物联网的一些初步应用——比如在收费系统、导航系统、分布式能源系统的远程抄表和自动化仓库中。荷兰甚至有一家初创公司为母牛装上了传感器,监控疾病或孕情。据位于杜伊斯堡的弗劳恩霍夫微电子电路与系统研究院介绍,放置在母牛胃里的有源收发器可识别相关参数(例如血液的PH值和温度),然后将这些数据发送到母牛项圈上的外部接收器。接下来,外部接收器通过无线传感器网络将信息转发到*数据库。举例而言,如果母牛的血液PH值过低,那么养殖人员的电脑上就会收到警告消息。同样,在人体上也有类似应用,人体携带的ECG传感器可以监视心脏活动,并在智能手机上实时显示个人的身体状况数据。


德国工程师协会(VDI)的分析表明,物联网较具前景的应用领域包括远程医疗信息学、房屋楼宇自动化、工业生产和物流等。


Forrester Research的研究人员的发现与此不谋而合,他们在物流行业中看到了物联网的巨大潜力。“近年来,简易车队管理设备的成本降低了50%,平均成本为100美元。”Forrester分析师Michele Pelino介绍说。位于德国多特蒙德的弗劳恩霍夫物流和后勤研究院(IML)构想了一个系统,在这个系统中,每个包裹和运输集装箱都可以自己找到前往收货人地址的正确路线。货物的目的地会直接写入其智能标签中。“通过这种方式,每个包裹都会知道自己应该到哪里去,然后它会预定运输车辆上的空间。”IML院长Michael ten Hompel教授说。



将日常物品连接到网络的技术基础是无线射频识别,即RFID。在该项技术中,附着在物体上的芯片所携带的数据通过无线网络进行传输。正如德国工程师协会所指出的,这一技术将“低成本物品变成了智能化物品。” 凡是需要自动化标记、识别、注册、存储、监控或运输的地方,都有RFID系统的用武之地。


据Frost & Sullivan在2011年开展的一项研究,2016年以前,**RFID市场的规模将以每年12%的速度增长,从2009年的三、四十亿美元增加到65亿至90亿美元。“在今后若干年内,所有设备都将连入互联网。这种趋势将蔓延到每个行业,蔓延到人们生活的方方面面。”思科系统公司**预测师Dave Evans认为物联网将步入快速发展轨道。


在市场研究机构的展望中,智能手机在衔接物联网与消费者方面将发挥尤其重要的作用,同时还将支撑众多诱人的新应用的研发。“智能手机制造商正在通过配备传感器来大力增强此类设备的功能,从而支持新的业务模式。”柏林SRH Hochschule的信息系统教授Gerrit Tamm博士表示。


此外,80%的欧盟家庭有望在2020年之前装上智能电表。若能在这类电表上添加一个智能控制单元,它们便可以在电价趋低时自动启动洗衣机、制冷系统或热泵。


在“智能房屋”中,无线传感器可以控制照明、能源管理和安全系统。市场研究公司Marketsandmarkets预测,节能需求将成为智能房屋市场的首要驱动因素。人们可以通过智能手机或个人电脑远程监视和管理建筑物的能源管理系统。据市场*预测,到2015年,这一领域的**市场总额将从2010年的53亿美元增长到110亿美元。


在中国,物联网同样被视为关乎未来的重要问题。正因如此,中国**于2012年2月决定拨款约7.75亿美元,用于在未来五年扶持该行业的发展。




物联网包括涵盖安全、保卫、环境技术及医疗监测设备的广泛领域。2010年,中国物联网的官方市场总额约达310亿美元。据新华社2010年末报道,这一领域的市场总额有望在2015年以前增至1160亿美元。


2010年5月,“中国-欧盟物联网”*组成立。其目标是促进中国和欧盟的物联网技术创新和标准化。在探讨这一全新技术领域所带来的机遇的同时,欧洲的*也十分关注其对数据保护和隐私的潜在影响。相应计划还呼吁在国际层面研究和解决这些问题。


作者:Sylvia Trage


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