MindSphere - Siemens Taiwan白皮書 | MindSphere 白皮書發行者：西門子 PLM 軟體 –...

MindSphere

適用於數位轉型的開放式物聯網雲端作業系統

白皮書 | MindSphere

白皮書發行者：西門子 PLM 軟體 – 非限制文件 2

目錄本白皮書介紹西門子開放式物聯網雲端平台 MindSphere。利用數據分析和連接功能，為開發人員、應用

程序和服務提供對應工具式，MindSphere 可幫助公司充分利用其數據和分析的全部潛力，並將其轉化為

重大的商業成功契機。

目錄 ...................................................................................................................................................... 2

簡介 ...................................................................................................................................................... 3 物聯網 (IoT) ................................................................................................................................... 3 數位化 ........................................................................................................................................... 4 MindSphere ................................................................................................................................... 6

將真實事物連結至數位世界 ................................................................................................................... 7 目前已有 80 億個裝置連接至網際網路，預計 2030 年將達到 1 兆個。 ...................................... 7 MindConnect 提供簡單且安全的連線 ............................................................................................. 8 MindSphere 可協助客戶快速展開作業 ........................................................................................... 9 開放式連線標準 .............................................................................................................................. 9 安全的通訊................................................................................................................................... 10

開放式平台即服務 (PaaS) ................................................................................................................... 11 頂尖的雲端基礎設施支援 .............................................................................................................. 11 開放式應用程式開發介面 .............................................................................................................. 11 以整合 IDE 支援開發 ................................................................................................................... 13 資料與資料設定是成功的核心 ....................................................................................................... 13 透過 MindSphere 進行雲端至邊緣運算 ........................................................................................ 14 靈活的開發可加速客戶創新 .......................................................................................................... 14 透過 MindSphere 進行數位交換 .................................................................................................. 14 MindSphere 合作夥伴生態系統 .................................................................................................... 15

特定領域的產業應用程式與數位服務 ................................................................................................... 17 適用於所有產業的 Fleet Manager ................................................................................................ 17 鐵路資產管理 ............................................................................................................................... 18 電網能源管理 ............................................................................................................................... 19 建築效能與永續發展 ..................................................................................................................... 20 適用於製程產業的控制迴路性能分析 ............................................................................................ 21 生產設施能源分析 ........................................................................................................................ 21 Fleet Manager for Machine Tools .................................................................................................. 22 轉動設備的分析 ............................................................................................................................ 22 全球價值鏈中的產品效能智慧 ....................................................................................................... 23 工業網路安全應用程式 ................................................................................................................. 23

以完整數位雙胞胎進行由後向前的創新 ................................................................................................ 24 數位產品雙胞胎 ............................................................................................................................ 24 數位生產雙胞胎 ............................................................................................................................ 25 數位效能雙胞胎 ............................................................................................................................ 25

摘要 .................................................................................................................................................... 27



簡介

物聯網 (IoT) 西門子預見物聯網 (IoT) 可帶來極大的機會。物聯網的價值在於連結真實世界與數據的虛擬世界。數位化

技術提供全新的商業模式。

在物聯網中，數十億個裝置皆有其位址並連結至網際網路。它們可將資料傳送至雲端進行處理，並透過應

用程式進行管理與控制。由於電腦持續的微型化、價格合宜的感測器、無所不在的網路，以及許多領域的

「智慧」裝置越來越多，將使此情境成真。應用範例涵蓋連網車輛、健身追蹤裝置、智慧家庭及智慧農業

等。

西門子在不同領域中成功證明軟硬體的結合，包括用於生產、軌道管理、交通管理等自動化解決方案，以

及分散式能源供應系統。以上都是需要監督與控制的複雜系統，這些系統包含真實與數位世界的組件，通

常是關鍵的基礎設施。上述領域的客戶對於資料的安全性、可靠性、耐用性及保護性皆有高度期待。而且

他們希望以不影響現有的系統為前提，透過數位化的優勢強化現有的設備。

因此，西門子針對工業應用進一步細分及擴展物聯網的概念。在此方法中，裝置與機器 (例如由西門子生

產的) 及其在系統中的互動方式皆位於工業數位網絡環境的中心。

西門子已在許多專案中使用此方法。範例包括：

漢堡、哥德堡及斯德哥爾摩正在使用的電動巴士充電系統。在該系統中，巴士內部的電子元件、快速

充電站與集電弓等所有組件皆可透過網路進行通訊並協調充電程序。

聖彼得堡的供水網路透過智慧感測器網路進行最佳化，可協助偵測洩漏並降低幫浦的能源消耗。此方

案的重點在於整合現有的控制系統。

維也納 Aspern Urban Lakeside 的開發計畫已成功將全新的智慧型變壓器應用於智慧電網中。

智慧城市

能源管理

數位工廠

製程工業

暨驅動科技

醫療樓宇科技

運輸

電力及天然氣、

發電服務

風力發電

物聯網



物聯網是西門子數位化策略的基礎。可行且可轉移的技術為西門子及各產業的客戶 - 能源事業、交通控制、

樓宇、製造或其他產業 - 皆開啟了全新的商機。

數位化隨著全世界的互連網程度提升，數位化-利用數位技術轉變商業營運模式，成為協助企業維持競爭力的關鍵

要素。數位化可降低成本、提升生產品質、彈性與效率、縮短回應客戶要求與市場需求的時間，同時開啟

全新與創新的商機。

數位企業已經可實現，公司可透過數位轉型以追求利潤與機會，而這需要無縫整合資料與價值鏈。工業 4.0

與物聯網 (IoT) 等計畫已由產生龐大資料的數十億個智慧型裝置推動中，將這些資料轉化為價值是邁向成

功的關鍵因素。

數位化正在改變各種產業的事物。由於運算、物聯網及其他技術的大幅提升，企業現在可即時收集與分析

大數據，產生可供採取行動的資訊以推動商業決策。西門子運用在自動化與電氣化的經驗和專業知識，持

續因應上述挑戰。

數位化是協助企業在未來維持競爭力的關鍵要素，這適用於小型公司以及活躍於世界舞台的大型企業。大

幅縮短創新週期意味著工業企業必須持續縮短開發與生產時間，這需要無縫整合資料與價值鏈，包括從產

品創意、實際產品到服務。利用數位化帶來的機會，更快速且彈性地回應客戶要求，將可為企業帶來市場

優勢。

西門子利用數位技術因應上述挑戰，而這些技術建立在電氣化、自動化

及數位化的基礎之上

數位化

自動化

電氣化

西門子數位服務

西門子軟體

MindSphere

以數位方式加強電氣化

與自動化



西門子作為全球性的製造公司，對於客戶的瞭解不僅局限於表面。西門子憑藉其經驗瞭解客戶如何提升產

品上市速度，而且更有彈性、發揮最大效率並提供最高品質，換言之就是結合產品開發的虛擬世界與製造

的真實世界。西門子是目前市場上唯一結合最新的產品生命週期管理軟體，以及強大自動化技術與服務的

公司。

西門子在全球各地已安裝數百萬部裝置 (3,000 萬個自動化系統、7,000 萬個簽約智慧電錶、80 萬個連

網產品)，西門子及其合作夥伴可透過 MindSphere 豐富的應用程式設計介面 (API) 開發高價值應用程式，

並以深度的工業知識與經驗提供數位服務。

除了連網的西門子裝置外，客戶也使用西門子軟體來設計、模擬及生產數百萬個物聯網產品，涵蓋高科技

電子裝置、消費性產品、汽車、航太及其他產業。身為產品生命週期管理 (PLM) 與製造營運管理 (MOM)

軟體、系統及服務的全球領導廠商，在全球各地提供超過 1,500 萬個授權單位且擁有 140,000 家客戶，

沒有其他物聯網供應商能像西門子一樣，透過完整的數位雙胞胎，推動產品、生產與效能的閉迴路創新。

西門子為客戶整體價值鏈創造利益

資料分析達到更高層級的…

設計與工程規劃

人工智慧

模擬工具

雲端與平台技術

安全連線

網路安全

… 生產力與上市時間 …

自動化與營運

… 彈性與恢復能力 …

維護與服務

… 可用性與效率 …

確保工業級網路安全

設計與工程規劃自動化與營運維護與服務

西門子軟體西門子數位服務

MindSphere – 物聯網雲端平台

以數位方式加強電氣化與自動化

數位雙胞胎



MindSphere MindSphere 是西門子推出的開放式物聯網雲端平台，可實現虛實世界的連結，並提供強大的工業應用與

數位服務以促成商業成功。MindSphere 的開放式平台即服務 (PaaS) 可建立豐富的合作夥伴生態系統，

以供開發並供應新的應用。

數位化以及將物聯網資料轉換為生產力商業成果，是 MindSphere 的核心推動要素。建立在 MindSphere

上的高價值工業應用，可透過以最佳實務解決方案為基礎的數位服務提供重大成果。另外，企業可利用

MindSphere 將產品的構思、實現及使用前後整合，並無縫整合整體價值鏈的資料，不僅可提升營運效率，

同時可將模擬與測試結果與實際的觀察結果進行比較。

本白皮書說明 MindSphere 在四個關鍵領域的功能與優點：

快速輕鬆地將真實事物連結至數位世界

以開放式平台即服務 (PaaS) 建立強大的合作夥伴生態系統

以強大的特定領域產業應用程式與數位服務推動商業成功

以完整的數位雙胞胎協助達成無可比擬的閉迴路創新

做為完整數位化策略的一部分，MindSphere 提供全新方式以解決問題，並協助企業思考創新的全新商業

模式。



將真實事物連結至數位世界

目前已有 80 億個裝置連接至網際網路，預計 2030 年將達到 1 兆個。

資料來源：2016 年世界經濟論壇

連線能力是物聯網的重要主題之一。西門子已在全球安裝數百萬個裝置、資產及自動化系統，涵蓋發電、

能源管理、交通運輸、工業生產及樓宇科技等領域。在大多數情況下，已能取得具有意義的資料，但尚未

發揮其潛在的利益。西門子將為現有系統提供附加程式或擴展元件，使 MindSphere 可輕易連結系統以運

用其資料。

西門子持續銷售數百萬個新裝置、資產及自動化系統。它們皆已內建與 MindSphere 連線的功能，因此安

裝後即可從產生的資料中獲得利益。

透過開放式通訊標準，其他供應商的裝置、資產及自動化系統亦可將資料傳送至 MindSphere。如此可確

保相同的方法，並達到過去無法結合的資料分析。

除了西門子系統外，利用西門子 PLM 數位企業軟體套件與製造軟體進行產品設計、開發與製造的企業，

也會將數十億個具備物聯網功能的產品送至消費者手上。這些眾多的產品包括筆記型電腦、電腦、電視、

汽車、卡車、飛機、重型設備、健身器材，以及白色家電等，這些產品的物聯網資料將來自不同的來源。

西門子已預見 MindSphere 連接各種物聯網來源，使 MindSphere 應用程式能夠利用來自上述產品收集

的資料。

能源管理營運

公用事業永續發展

交通運輸



可連線至 MindSphere 的各種不同資產類型近乎無限，而 MindSphere 將支援連線所需的主要開放式標

準：

能源例如渦輪機、風力機、電池、智慧電錶、變電站、壓縮機

交通運輸例如火車、地鐵站、船舶、卡車、行李、貨櫃

工業生產例如機器、輸送機、控制元件、傳動裝置、幫浦、閥

樓宇科技例如暖氣、通風、空調、照明、門禁安全、消防安全

醫療例如醫療設備、植入物、醫院

以及更多產業例如農業、智慧家庭、零售業

高價值應用程式將利用來自各種來源的資料，為 MindSphere 使用者提供獨特的利益。

MindSphere 具有簡單明瞭的架構，其設計可協助客戶將資產快速連接至雲端，並透過其物聯網數據獲得

價值。

為達成資料全方位整合，企業首先必須進行的基本步驟是將資產連接至數位世界。工廠、機器及系統所產

生的原始資料若未經過連結、擷取及管理，將無法進行完整徹底的分析。

MindConnect 提供簡單且安全的連線為了簡單且安全地將資產連結至 MindSphere，西門子提供多種 MindConnect 元件。MindConnect 元件

是軟體及/或硬體解決方案，可提供隨插即用的連線以收集相關資料。範例包括來自能源計量、移動資產 (如

火車)、空調、獨立驅動器及輸送系統的狀態資料，它們會依照設定的間隔將這些資料傳送至 MindSphere。

使用 MindConnect 建立連線可在 15 分鐘內完成，而且任何資產皆無需停機 (即操作中連接)。如此可讓

企業以快速且低成本的方式，將效能資料收集並傳送至 MindSphere 進行分析。



MindSphere 可協助客戶快速展開作業 MindSphere 可協助客戶立即開始實現其數位商業模式。無須程式設計技能，相關資產也無須停機。

每位客戶皆可獲得客製化的登入。首頁簡單明瞭，僅顯示設定連線所需要的內容 (「資產設定」)、管理用

戶端與使用者登入 (「客戶管理」與「使用者管理」) 及 MindApps。

透過 MindConnect 元件的隨插即用連線，客戶可快速地使用 MindSphere：

設定及連接 MindConnect 元件

設定需要傳送至 MindSphere 的資料

使用 Fleet Manager 與整合式規則引擎以獲得概觀狀態及定義行動方案

開放式連線標準開放式標準與介面讓使用者能夠從各種製造商的資產、裝置及系統取得資料。MindConnect 可藉由既定的

產業標準，確保理想且與不受特定製造商限制的通訊方式。這些標準包括 OPC 統一架構 (OPC UA) 標準，

它是由 OPC 協會產業聯盟制定的機器對機器通訊協定，可提供工業自動化交互運作性。西門子或合作夥

伴將提供此白皮書先前提及的各種資產類型的其他標準與通訊協定支援。

MindConnect 軟體可輕易擴展至所有不同資產、通訊協定及通訊標準的類型。透過這些擴展元件，

MindSphere 客戶可存取西門子及第三方廠商提供的各種具備 MindSphere 功能的全球資產，並透過嵌入

式或新增連線，從這些資產有效地取得資料。如此將可讓任何供應商的各種資產連接至 MindSphere，提

供無限的可能性。

此外，MindConnect 程式庫可協助開發人員將自訂軟體代理程式連接至 MindConnect API：

小型程式碼程式庫可整合至第三方資產

自訂資料擷取

將資料直接傳送至 MindSphere，無須任何網際網路通訊協定知識

簡化 MindSphere 的通訊與調試過程

MindSphere 可協助客戶快速展開作業

步驟 1 連線取得 MindSphere 使用者帳戶，收到 Connector Box 並將其整合至機器/設備

步驟 2 設定透過 MindSphere 設定資料擷取、連線及 Visual Analyzer

步驟 3 開始使用監控所有資產的健全狀態，並使用 MindApp Fleet Manager 深入瞭解細節



安全的通訊 MindConnect 元件採用安全機制，只會將資料連結及傳送至 MindSphere 平台。它會驗證 MindSphere 的

安全憑證以識別 MindSphere 後端。憑證與金鑰管理措施用於處理 MindConnect 元件所使用的憑證與金

鑰。

在連接的過程中，MindConnect 元件必須通過 MindSphere 的驗證程序。完成之後，雙方同意使用加密

金鑰以進行進一步的通訊。

因此，MindSphere 平台的設計只會接收來自有效 MindConnect 元件的資料，而這些 MindConnect 元

件已在連接過程中成功通過驗證程序。

透過 MindSphere 進行加密通訊

隨著數位化層級的提高，應用程式的全方位安全概念也變得更加重要。透過深度防禦，西門子提供多層次

的安全概念、ISA 99/IEC 62443 建議的網路安全與系統完整性，以及符合產業標準 ISO 27001/BSI 的 IT

安全性。傳輸中的資料一律至少採用 256 位元 SSL/TLS 加密。

MindConnect 元件與 MindSphere 平台之間的所有通訊皆透過傳輸層安全性 (TLS) 1.2 標準進行加密。

定期檢查 TLS 組態，確認其符合適用的西門子資訊安全準則。如此將有助於避免遭受中間人攻擊，或對

MindSphere 平台的通訊進行任何操控。

例如，MindConnect Nano 透過 HTTPS (HTTPS 連接埠 443) 以防火牆友善的對外網際網路流量進行通訊，

其唯一建立的對外 HTTPS 連線是與 MindSphere 平台的連線 (此連線一律由 MindConnect Nano 起始，

並非 MindSphere 平台)。即使 MindConnect Nano 進行韌體更新，亦需遵守「唯一對外連線」規則。

最高機密性

MindSphere 客戶為資料的擁有者，並可控制授權層級。MindSphere 提供高安全的資料環境，資料擁有

者可完整控制資料存取的授權層級。資料儲存於頂尖雲端資料中心合作夥伴 (IaaS) 提供的高安全基礎設

施中。這些專業的 IaaS 供應商可提供極高的安全標準，高於一般的內部部署環境及本機資料儲存裝置。

除了透過個別承租戶嚴格管理資料存取權限之外，技術上僅允許承租戶指定的擁有者 (資料擁有者) 存取

資料。

MindSphere 在開發時將資料安全列為最高優先順序，透過存取保護、區隔化及加密通訊以提供保護，避

免遭到操控並確保機密性。客戶可以充滿信心，確信他們能夠完整控制資料的存取。



開放式平台即服務 (PaaS) 西門子以平台即服務 (PaaS) 提供 MindSphere 物聯網作業系統，它是一種雲端服務，可供客戶開發、執

行及管理其應用程式，無須建置複雜的自有基礎設施或管理複雜的軟體堆疊。

做為 PaaS，MindSphere 提供進一步的強大優勢。利用雲端管理的基礎設施，企業可享受以合宜價格無限

擴充運算容量的好處，輕易滿足全球化與完全數位化企業的需求。此平台可依據所需的資料量及連線資產

與使用者數量自動擴充。它也具備成本效益，提供隨需彈性與依據使用量付費的定價方式。

頂尖的雲端基礎設施支援 MindSphere 建立在業界標準雲端應用平台 Cloud Foundry™ 之上，它將基礎設施抽象化，因此開發人員

可以專注於應用程式創新。Cloud Foundry 由全球企業與廠商利用開放原始碼管理方式共同開發。透過這

個與基礎設施無關的基礎，MindSphere 應用程式可執行在客戶偏好的雲端基礎設施上，包括 Amazon

Web Services、Microsoft Azure、SAP Cloud Platform 及 Atos Canopy。

MindSphere 可部署在第三方服務供應商所提供的公有雲，未來亦可部署在專為個別企業打造的私有雲。

客戶可選擇最適合其需求的雲端部署方式，這些需求包括成本、控制、組態設定、擴充性、地點及安全性。

開放式應用程式開發介面為協助客戶建置及整合自有的軟體應用程式與服務，MindSphere 提供開放式應用程式設計介面 (API) 與

開發工具。客戶可利用這些工具，在數小時或數天內部署軟體應用程式，而非數週或數個月。利用這些可

互換的應用程式模組化單一軟體解決方案，可為客戶帶來更多的彈性與量身訂製的功能，提供更快速且更

具成本效益的更新及靈活的開發作業。

MindSphere 為開發人員提供廣泛的 API，可促進應用程式的開發並大幅降低開發成本。

西門子協助您輕鬆實現目標

MindSphere 提供多項獨特的優點，協助您以快速、輕鬆且可擴充的方式，將資料轉換為重要的商業成功。

開放式標準 (OPC UA) 隨插即用雲端基礎設施

開放式介面



MindApp API 範例包括以下服務：

通知服務透過電子郵件、簡訊或社群媒體管道，將資訊傳送給您的使用者與客戶

時序服務從儲存裝置讀取、寫入及編輯時序值

檔案服務從儲存裝置讀取、寫入及刪除檔案

事件請求以通用方式新增警報或警告等自訂資訊 (例如系統資訊、時序值)

工作流程依據「新請求」、「新時序」等事件建立自訂規則，並依據此資訊定義您的動作

客戶管理新增客戶或變更現有客戶

使用者管理建立、編輯或移除使用者、指派預先定義的角色

資產管理在 MindSphere 顯示您據點中的實體資產建立、編輯及刪除元件

面向管理定義您的資料模型、新增標準化意義，以更加瞭解及重複使用資料

使用情況透明度藉由分析客戶使用應用程式的相關資訊並建立報告以瞭解客戶

為了從資料中產生資訊，MindSphere 提供分析功能，開發人員可將其整合至應用程式中：

梯度檢查偵測時間序列的梯度並提供結果

線性迴歸計算時間序列資料的線性迴歸並提供曲線資料結果

異常值偵測偵測異常的時間序列資料並提供結果

未來 MindSphere 將提供更多的分析功能，例如：

趨勢預測提供單一或多個一維時間序列的運算，包括基本代數和統計 (平均值、總和、

變異數)

順序模式採礦偵測警報模式並從 (變頻器) 事件日誌中預測故障。此服務會從引導至重大事

件的序列中自動學習模式

多維 KPI 監測依據經過訓練的模型，此服務可從多個面向推演出量化的措施

需求預測依據深度神經網路 (預先訓練) 產生時間序列資料的預測模型



以整合 IDE 支援開發適用於一般開發環境 (例如 IntelliJ 與 Eclipse) 的外掛程式，讓開發人員更容易且快速地開發及整合

MindSphere 的應用程式。本機偵錯分析與效能最佳化亦可有所助益。MindSphere 也支援使用本機開發

沙盒的開發人員。它們將可供下載以提供完整的 MindSphere 環境模擬，以取得第一手的 MindSphere 經

驗。

應用程式開發人員也將能夠利用 MindSphere 開發社群的資源，例如開發人員入口網站、開發人員參考資

料、免費的示範應用程式及範本等。

針對提供客戶自訂應用程式與服務的開發人員，開發人員駕駛艙可讓他們追蹤其服務的利用率，同時管理

其資源。

資料與資料設定是成功的核心 MindSphere 可讓客戶非常容易地連接其資產與裝置。專屬領域的資料設定是此種方法成功的核心。

MindSphere 物聯網模型支援標準化資料設定、資料模型目錄、資料來源 (例如 MindConnect 裝置) 與資

料消費者 (例如第三方應用程式) 之間的對映，以及所有必要的淨化與正規化。

MindSphere 提供階層式資產模型以完成這些目標：

為符合個別客戶的需求，資料分離是靈活的物聯網模型的關鍵。MindSphere

透過提供動態物聯網模型來應對此挑戰，這將能達到更深入的元建模能力：

中繼資料：定義分類以及類型、屬性與動作之間的關係

具體物件：具體分類個體 (類型) 以及已定義的結構與其他具體個體的關係

時間序列：時間序列資料，參照至個體與屬性、值

連線開發人員將能在元層級描述其裝置，並將這些定義提供給客戶，將他們的資產無縫整合至 MindSphere

環境。

資產

面向

數據點



透過 MindSphere 進行雲端至邊緣運算希望同時從雲端與內部部署技術中獲益的客戶，可利用 MindConnect 程式庫與 API，將軟體部署於邊緣

裝置以擴展 MindSphere。

在邊緣裝置上使用 MindConnect 程式庫將可透過安全的方式，在設備附近提供先進的分析與效能智慧。

它將可在整合的軟硬體環境中，運用雲端連線並結合西門子或第三方廠商的邊緣應用程式，提供描述性、

診斷性、預測性及規範性分析的多個使用案例。

MindSphere 的工業邊緣方法包括雲端邊緣服務與模組化邊緣執行階段。

邊緣服務與模組化邊緣執行階段必須能在工程規劃與執行階段方面皆完美地執行。此邊緣方法為雲端服務

與現場自動化平台的透明整合，可使已安裝的資產/裝置 (例如西門子 Simatic、Climatix、Siprotec 等) 以

及透過 MindSphere 管理的現場層級邊緣應用程式生態系統達到無縫的擴展能力。

靈活的開發可加速客戶創新 MindSphere 軟體開發以運用現代靈活性與開發運作 (DevOps) 方式為基礎：利用連續的整合與開發技術，

以高度自動化方式建立、測試及部署軟體。這些快速作業可縮短開發與創新週期，並有助於快速提供新功

能。可整合經常出現的客戶回饋以提升功能與內容，準備進行下一次的大幅提升。

透過 MindSphere 進行數位交換執行於 MindSphere 的應用程式是透過 MindSphere Digital Exchange 提供。客戶可在西門子開發的應用

程式中進行選擇，例如能源分析與 Fleet Manager for Machine Tools，以及廣大 MindSphere 生態系統所

開發的應用程式。

為 MindSphere 開發應用程式的企業，可透過 Digital Exchange 行銷其應用程式，它可提供實現收益的

機會，並為潛在客戶提供宣傳管道。透過 Exchange，西門子可確保軟體可部署於 MindSphere，並處理

帳單與發票。

MindSphere 邊緣裝置

邊緣服務模組化邊緣執行階段

資產管理服務

邊緣通訊服務

邊緣管理服務邊緣管理服務

邊緣

通訊

服務

裝置用戶端

資產

管理

裝置用戶端

雲端

閘道

基礎

服務

裝置用戶端

執行階段

邊緣

應用

程式



MindSphere 合作夥伴生態系統西門子推出的開放式物聯網雲端平台 MindSphere 為合作夥伴提供前所未有的機會，無論產業或規模大小，

皆可參與企業的數位轉型。透過西門子已在全球安裝的數百萬個裝置，合作夥伴可利用 MindSphere 豐富

的應用程式設計介面 (API) 開發高價值應用程式，並與西門子合作提供數位服務。西門子具備透過產品開

發、生產及現場效能，提供閉迴路創新的優異能力，沒有其他物聯網供應商能像西門子一樣，將客戶連接

至完整的數位雙胞胎。

為了因應數位轉型的龐大範疇與高複雜性，MindSphere 已建立合作夥伴網路。這些合作夥伴關係可協助

MindSphere 提供全套的物聯網解決方案與服務，精確符合客戶的特定需求，同時為合作夥伴提供眾多的

機會，建置及營運以 MindSphere 為基礎的自有數位產品與服務。

合作夥伴的成功就是我們的成功，而這將帶來最高的客戶滿意度。

所以我們非常重視合作夥伴的技術與營運卓越性。我們將焦點放在他們對 MindSphere 合作夥伴生態系統

的運用與支援上。因此，我們的 MindSphere 合作夥伴計畫積極推動 MindSphere 生態系統的持續進化

與蓬勃發展，並提供以下優勢：

利用西門子在全球已安裝的數百萬個裝置 (3,000 萬個自動化系統、7,000 萬個簽約智慧電錶、80 萬

個連網產品，例如火車、渦輪機、自動化系統等)

獲得達成商業目標所需的支援與協助，包括教育訓練、諮詢、合作夥伴產品宣傳等

運用 MindSphere 品牌與行銷活動

以合作夥伴特別折扣價格獲得頂級的致能套件

獲得銷售前與銷售活動後的支援，包括特別客戶支援

可從依據您的表現與承諾給予獎勵的計畫中獲益

MindSphere 開放式合作夥伴生態系統

部分主要合作夥伴預先定義的合作夥伴角色

諮詢/策略合作夥伴

連線開發者

應用程式開發者

技術提供者

系統整合商

IaaS 供應商



為滿足客戶的廣泛需求，MindSphere 的合作夥伴包括：

諮詢與策略合作夥伴

提升數位事業或實作工業 4.0 策略

應用程式開發者

開發自訂應用程式，或提供應用程式做為受管服務

系統整合商

將不同系統的數據源與來自 MindSphere 的數據整合在一起

技術提供者

提供適用於 MindSphere 的工具或特殊分析模組

基礎設施即服務 (IaaS) 供應商

在客戶選擇時提供基礎設施以供部署 MindSphere

連線開發者

開發自訂連線解決方案或建立可複製的裝置

MindSphere 合作夥伴計畫聚焦於為客戶與合作夥伴創造雙贏的局面：合作夥伴為客戶建立應用程式與服

務，以 MindSphere 為中心推展業務，MindSphere 的客戶則可運用無數的應用程式與服務，解決所面臨

的艱困挑戰。如需詳細資訊，請參閱本白皮書最後的聯絡資訊。



特定領域的產業應用程式與數位服務 MindSphere 為西門子與第三方供應商的應用程式與資料服務提供穩固的基礎，例如預測性維護、能源資

料管理及資源最佳化等領域的供應商。

MindSphere 建立在西門子的資料分析基礎上，目前已用於監控與檢查全球約 800,000 套的系統，例如

燃氣渦輪機、超過 200 座城市的交通控制中心，以及整棟摩天大樓。MindSphere 可將大數據轉換為智

慧數據，其設計非常適用於工業資料集與使用案例。

MindSphere 核心應用程式提供跨領域、可立即使用的應用程式與擴充元件，適用於連線資產的主要使用

案例，例如：

資料呈現與視覺化

資產資訊與管理

狀態監控

資產分析

透過此核心功能，使用者可立即使用 MindSphere 展開其數位旅程。

適用於所有產業的 Fleet Manager Fleet Manager 為核心應用程式，可快速取得所有連線資產的概覽資料。如有來自不同客戶的大量資產，

無論是散佈於世界各地或位於同一據點，彈性的搜尋選項皆有助於維持控制能力。藉由快速存取所有連線

資產及其最新與歷史資料，即可快速深入瞭解資料的內涵。

篩選與排序資產

關鍵字搜尋面向檢視

時間視窗選擇

客戶名單與資產

地理檢視與資產狀態

各面向的狀態值

區域檢視可將資產視覺化，

例如在生產據點



整合的規則系統使用精靈以支援將產生的見解付諸行動。對於每個超出規則的情況，皆可定義優先順序與

行動。如此可提供預防性維護、服務或監督使用案例以增加生產力。

儀表板與自動化報告對於日常取得機群狀態、生產力、KPI 等資訊而言非常重要。儀表板與報告 MindApp

可建立不同的儀表板，符合不同使用案例的需求。

MindSphere 還提供各種特定領域專屬的 MindApp 與產品以因應各種使用案例，充分運用西門子在各領

域的專業能力與知識。以下章節將說明部分專屬產品的範例。

鐵路資產管理專為鐵路運輸產業開發的行動專屬 Railigent 可協助提高可用性、提升效率、降低營運風險與成本，並改

善維護作業。它包含車輛與基礎設施的遠端監控、快速診斷及預防性故障預測。範例包括車輛健全狀態與

位置的視覺化、預測齒輪箱、軸承、牽引馬達、車門、變壓器等元件的故障、營運支援、ETCS 錯誤狀況

分析、機器故障點預測，以及鐵道路網的完整分析。

我們的客戶已實現的成果：

規定性維護 --- 證實可用性 > 99%

最佳化營運規劃 --- 最多減少 20% 的延遲

即時的透明度 --- 透過 GPS 位置與每秒數百個感測器讀數，適用於高速車輛

根本原因分析 --- 將複雜故障排除時間縮短 20% 以上

透過執行於 MindSphere 的 Railigent，客戶可進一步提升整體資產車隊及其生命週期。例如，鐵路營運

商不僅可提升火車的可用性，亦可提升車站的營運以及最佳化能源使用。所有 MindSphere 應用程式與開

發社群皆可為 Railigent 使用者提供服務。



電網能源管理 EnergyIP 適用於公共電網，是頂尖且範圍廣大的應用程式。此解決方案涵蓋的使用案例包括電錶資料管理、

分散式能源管理、市場交易管理，以及透過入口網站與行動裝置進行客戶互動。它能整合及處理來自數百

萬個分散式資產的資料，例如智慧電錶、遠端終端裝置與變頻器、自動處理電錶資料、監控與控制分散式

能源，以及管理市場參與以提供虛擬電廠與需求回應解決方案。此外，EnergyIP 提供以先進技術為基礎的

分析環境，以及先進分析應用程式，充分運用現有資料中的價值。

EnergyIP 的價值主張：

以接近即時的方式管理來自數百萬個分散式資產的資料

在 IT 應用程式與現場裝置之間提供有效率的 IT-OT 整合

公用事業資料模型可解譯來自能源資產的資料

雙向閉迴路通訊

EnergyIP 將進一步擴大其領先業界的現有功能並獲得更大的價值，因為其應用程式將提供做為

MindSphere 應用程式。如此將可為客戶及生產型消費者提供跨垂直產業的使用案例、新商業模式，以及

新服務產品。EnergyIP 客戶亦可透過與頂尖技術業者合作而受益，例如 IBM Watson，或領先同業的基礎

設施供應商 Microsoft Azure、Amazon Web Services 等。MindSphere 的開放式生態系統將促使西門子與

第三方開發者，在短時間內提供更創新的應用程式。



建築效能與永續發展 Navigator 可在建築產品組合的整個生命週期內，將資料轉換為成果。其設計可提升系統效能、達成永續

性目標、降低能源消耗，並達到最高的能源與營運效率。

客戶可運用 Navigator 檢視其設施的長期效能。監控建築系統的效能、能源消耗和供應情形，而且比以往

成效更佳且更具效率。Navigator 是可完全自訂的雲端平台，可用於分析單一大樓、園區或整體不動產投

資組合。

Navigator 內建強大的報告與分析功能，可蒐集和分析大量建築效能資料，讓客戶不只能夠進行具成本效

益的投資，也能產生可據以行動的資訊，進而制定適當決策，並提高營運效率。

Navigator 及其應用程式將在 MindSphere 提供。



適用於製程產業的控制迴路性能分析在 MindSphere 上執行的控制迴路性能分析增加了一層新的透明度，用來處理分散式控制系統 (DCS) 中

可用的數據，以支援高效率的最佳化製程。透明度的產生是透過自動狀態偵測，以及針對不同控制狀態進

行 KPI 計算。使用者可透過控制迴路性能分析取得階層式的工廠概觀，包括從管理檢視畫面到單一控制項

的詳細內容，可定期自動執行資料分析以支援長期的製程最佳化與微調。可為關鍵控制迴路產生其他專業

報告。控制迴路性能分析完全自動化運作，定期提供可靠的分析結果。分析結果將透過 MindApp 提供。

如此可確保從工廠經理到製程操作員，所有層級皆可有效地進行協同合作。資料的長期可用性能確保可衡

量的最佳化結果。

生產設施能源分析透過能源分析即服務 (Energy Analytics as a Service)，西門子以受管服務提供能源資料管理，並適用於現

有的專業知識與系統。西門子能源管理專家提供的智慧報告與資料分析，可呈現工廠與生產設施隱藏的節

能潛力。

能源分析以簡單且具成本效益的方式，將能源資料管理提升至更高的層級。依據選擇的服務範圍，客戶可

存取以營運資料為基礎的負載輪廓圖、分析及報告。將節能盒連接至現有的電錶基礎設施，或者安裝能源

應用程式，即可取得此資料。傳輸後的資料經過處理與分析，並在 Mindsphere 以圖片、分析圖表及報告

的形式提供。

西門子亦提供強大的分析與報告功能以發揮最大的能源與營運效率，為客戶提供其設施與基礎設施的長期

效能的可視性。焦點在於以更高的效能與效率，監控單一大樓、園區或整體不動產投資組合的系統效能、

能源需求及能源供應。



Fleet Manager for Machine Tools 執行於 MindSphere 的 Fleet Manager for Machine Tools 可監控全球各地大小規模生產基地的工具機，

其可用性與生產力將獲得提升。使用者可輕易掌握機器的利用率與效能，因此可降低成本並提升維修與維

護。此外，工具機製造商可開始開發新的數位服務。此應用程式特別適合中小規模原始設備製造商 (OEM)

的終端客戶。Fleet Manager for Machine Tools 可以利用其他西門子和第三方控制系統，以簡單直覺的方

式，將 Sinumerik 840D sl 控制元件連接至 MindSphere。

轉動設備的分析為隨時確保生產作業的生產力與可用性，生產環境中的轉動機器順暢運作極為重要。可用性最佳化的重要

因素之一是建立雲端基於狀況的維護作業，例如驅動器、馬達及齒輪組，以充分運用製造商的專業知識。

基於狀況的維護計畫可讓使用者找到最適合的維護措施與生產計畫。對於最佳化基於狀況的維護計畫，早

期偵測到即將發生的故障極為重要。

執行於 MindSphere 的 Drive Train Analytics 提供連線、分析及視覺化，運用最新技術與創新，使轉動設

備達到最大的運轉時間。



全球價值鏈中的產品效能智慧從產品效能資料中獲得的見解，將用於建立可採取行動的智慧，以封閉產品設計與實際產品效能之間的迴

路。針對完全相異且經常無法存取的資料，將進行搜尋、淨化、統一，並挖掘出具有意義的大數據。如此

將可大幅降低用於搜尋價值鏈問題來源所需的成本與時間，協助團隊專注於解決方案。Omneo 即一款

MindApp，是雲端軟體即服務 (SaaS) 解決方案，可提供進行跨全球價值鏈的重大決策時所需要的產品效

能智慧。透過針對產品與供應鏈效能提供更深入的可視性，客戶可輕鬆識別及監控供應商的問題、避免成

本高昂的召回、發現最新的趨勢、更快解決品質問題，以及提升其客戶的體驗。

產品效能智慧將運用 MindSphere 的潛力，整合來自各種系統的資料，執行分析並提供直覺式使用者介

面。

工業網路安全應用程式透過 MindApps 提供的工業網路安全，企業可識別其生產環境中的威脅、安全漏洞與異常。

工業控制系統互連的程度越來越高，增加作業現場的網路安全風險及發生營運事件的機率。MindSphere 將

成為安全應用程式的供應中心，例如報告、安全警示及未來進一步的服務。



以完整數位雙胞胎進行由後向前的創新西門子軟體與數位服務可提供整體生命週期的數位化，無縫整合產品、生產與服務程序。MindSphere 連

接至實際的裝置與程序，並將效能資料傳送回效能數位雙胞胎，藉此提升決策與智慧。

軟體產品組合的基礎是西門子 PLM 軟體公司的數位化企業套件 (Digital Enterprise Suite)。數位化企業套

件是完全整合的全套軟體系統，涵蓋價值鏈的所有需求，從產品設計、生產規範、工程設計與執行到服務。

數位化企業套件建立在通用協同合作平台與資料骨幹 Teamcenter 之上，整合產品生命週期管理 (PLM)、

製造執行系統 /製造營運管理 (MES/MOM)、全方位整合自動化 (TIA)，以及生命週期與效能分析

(MindSphere)。

西門子的數位化企業套件提供涵蓋各領域的完整數位化解決方案產品組合。企業可使用數位化企業套件建

立智慧虛擬模型 (數位雙胞胎)，準確地複製及模擬實際產品、生產線及製程的特性與效能。在整個產品生

命週期中，數位雙胞胎可大幅提升生產力與效率，為企業提供實際設計、模擬、驗證及最佳化產品、製程

及工廠的方法。

數位產品雙胞胎在產品設計中，數位雙胞胎包含產品的所有設計要素，即：

3D 模型 (使用 CAD 系統)

系統模型 (使用系統工程設計產品開發解決方案，例如系統驅動的產品開發)

組成材料清單

1D、2D 及 3D 分析模型 (使用 CAE 系統)

數位軟體設計與測試 (使用 ALM 系統)

電子設計

使用這些元素可建立完整的產品電腦化模型，設計中的產品可進行幾乎 100% 的虛擬驗證與測試。此方法

可免除原型設計，縮短開發時間，提升最終製造產品的品質，提供更快的疊代以因應客戶的回饋。

數位效能雙胞胎

利用率

開放式物聯網

雲端作業系統

數位生產雙胞胎

實現

數位產品雙胞胎

概念



數位生產雙胞胎在製造過程中，數位雙胞胎可提供彈性，縮短製程、系統規劃及生產設施設計的時間，包括：

製程模型 ---「方法」--- 準確描述產品的製造方法。

生產設施模型 --- 以全數位方式呈現製造產品的生產與組裝線。

生產設施自動化模型 --- 說明自動化系統 (SCADA、PLC、HMI 等) 如何支援生產系統。

數位雙胞胎在製造中的價值可提供獨特的機會，包括虛擬模擬、驗證及最佳化整體生產系統。它也能讓您

測試，產品及其所有主要零件及次總成如何利用製程、生產線與自動化進行製造。在數位雙胞胎中，我們

亦可結合物流的面向。製程中物流系統的數位雙胞胎，可協助規劃團隊設計有效的測線物流解決方案以饋

送生產線。製程物流可以是製程的數位雙胞胎的一部分，同時也是物流系統的實體部分。

數位效能雙胞胎

企業可使用 MindSphere 連接實際的產品、工廠、機器及系統，以擷取並分析實際的效能與利用率資料。

資料分析可從原始資料中獲取資訊與見解。這些見解可透過數位產品雙胞胎以及數位生產雙胞胎來套用至

封閉迴路，在下一個創新週期中最佳化產品、生產系統及製程。

沒有其他物聯網供應商能像西門子一樣，透過產品、生產及效能的完整數位雙胞胎，推動由後向前的創新。

如此圖所示，隨著從現場收集到的資訊越來越多，西門子對於分析的願景也隨之擴大。



下一步是？– 充分運用封閉生命週期資料迴路及人工智慧

商業

價值

資料描述監控與透明度

資料分析預測

瞭解與預測

封閉生命週

期資料迴路

規範

決策支援

人工智慧演繹

持續提升

資料運用的深度



摘要物聯網 (IoT) 與數位化已經實現，為產品與商業模式創新帶來機會，這是幾年前還無法想像的。無縫整合

來自數十億個智慧型裝置的數據，並提供至設計與模擬等軟體解決方案，以及為特定使用案例量身訂製的

數位服務，如此將可為整體價值鏈提供無可比擬的透明度與機會。封閉迴路以實現數位雙胞胎，同時運用

領域專屬解決方案與服務，發揮資料的價值，這對於未來任何事業而言都是極為關鍵的成功要素。

另外，物聯網搭配可擴充的連線，以及易用的應用程式建置與商業化工具，可提供大量機會，運用特定領

域的專業知識，建立自有的數位營收來源。

MindSphere 是西門子的開放式物聯網雲端平台，可連接真實事物與數位世界，並提供強大的工業應用與

數位服務以促成商業成功。MindSphere 的開放式平台即服務 (PaaS) 可建立豐富的合作夥伴生態系統，

以供開發並供應新的應用。

本白皮書說明了 MindSphere 在四個關鍵領域的功能與優點：

快速輕鬆地將真實事物連結至數位世界

以開放式平台即服務 (PaaS) 建立強大的合作夥伴生態系統

以強大的垂直產業應用程式與數位服務推動商業成功

以完整的數位雙胞胎協助達成無可比擬的閉迴路創新

享受物聯網與數位化帶來的好處，並嘗試將 MindSphere 運用在您的商業環境。運用可擴充的連線連接您

的資產，並立即開始收集資料。透過豐富的 MindSphere 合作夥伴生態系統無縫提供的透明度與預測性應

用程式，立即實現利益。

讓西門子成為您的合作夥伴，提供您從電氣化、自動化到數位化無比完整的頂尖產品組合！

如需詳細資訊，請前往 www.siemens.com/mindsphere 註冊

關於西門子 PLM 軟體

西門子 PLM 軟體隸屬於西門子數位工廠事業部，也是產

品生命週期管理 (PLM) 與製造營運管理 (MOM) 軟體、

系統與服務的全球領導供應商，目前已售出 1,500 萬個

授權，全球客戶數超過 140,000 家。西門子 PLM 軟體

總部位於德州普萊諾 (Plano)，與客戶共同合作提供工業

軟體解決方案，並藉由實現重大的創新，協助各地企業

達到永續的競爭優勢。有關西門子 PLM 軟體產品與服務

的詳細資訊，請參閱 www.siemens.com/plm。

總部： +1 972 987 3000

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