可再生能源需求新技術(shù)智能電網(wǎng)給“答案”

系統(tǒng)集成的形式多種多樣，有硬件和軟件的融合，發(fā)電系統(tǒng)與智能樓宇和電網(wǎng)的集成，以及不同醫(yī)療成像設備生成的醫(yī)療圖像的融合等等，不一而足。從根本上講，所有這些系統(tǒng)集成的共同點是，尋求以一種易于理解的方式，呈現(xiàn)越來越復雜的世界。

無影無形，卻又無處不在。系統(tǒng)集成仿佛一張由隱形光纖構(gòu)成的不斷擴大的網(wǎng)絡，借助高速計算和通信技術(shù)，在五花八門的系統(tǒng)之間實現(xiàn)相互通信、信息共享、工作分配以及功能優(yōu)化。西門子中央研究院（CT）首席軟件專家ThomasHahn表示：“就其最基本的形式而言，這種集成硬件和軟件，進而融合現(xiàn)實世界與虛擬世界的現(xiàn)象，通常被稱為系統(tǒng)集成。”

大多數(shù)軟件專家都認同系統(tǒng)集成的一個主要趨勢是，“為加快流程和減少出錯幾率，虛擬化程度越來越高，”西門子中央研究院高級核心專家UlrichLowen如是道。他說：“此外，需要簡化并促進實物系統(tǒng)的實現(xiàn)，這從另一個側(cè)面推動了集成化進程。”然而，具有反諷意味的是，各式各樣的系統(tǒng)——從傳感器網(wǎng)絡到城市，都在變得越來越復雜，而我們能否高效地理解并管理這些系統(tǒng)，取決于我們能否成功地以簡單、明確的方式呈現(xiàn)這些系統(tǒng)。

如今，人們不僅在現(xiàn)實世界里創(chuàng)造各種事物，也越來越多地在虛擬世界里創(chuàng)造各種事物，因此，軟件架構(gòu)師也從過去那種容易出錯的編程范式，轉(zhuǎn)為使用新的更為簡練的模型驅(qū)動開發(fā)方式，即借助應用概念模型，而不是計算概念進行軟件開發(fā)。西門子中央研究院軟件架構(gòu)開發(fā)主管LotharBorrmann博士解釋道：“譬如，開發(fā)自動化項目時，編程將采用自動化專業(yè)術(shù)語，而不是計算機系統(tǒng)術(shù)語。利用圖形來描繪系統(tǒng)，然后借助更為復雜的軟件，自動將這個模型轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行軟件。”

集成硬件和軟件，進而融合現(xiàn)實世界與虛擬世界，這通常被稱為系統(tǒng)集成。

對軟件的渴求。說到受益于模型驅(qū)動軟件，世界上沒有多少地方比得上地中海沿岸的馬霍卡島。在這里，主要采用西門子軟件開發(fā)而成的Alcudia反滲透海水脫鹽工廠，每天可生產(chǎn)約1.4萬立方米淡水。這座工廠不只是技術(shù)尖端的海水脫鹽技術(shù)的典范，更是在模型驅(qū)動虛擬世界里設計并測試一個復雜設施的成功案例。

模型驅(qū)動開發(fā)方式令編程變得十分簡易，這也是西門子TIA博途（全集成自動化）平臺背后的驅(qū)動力。TIA博途平臺提供了一種直觀的模塊化設計方法，可輕而易舉地集成硬件和軟件。有了TIA博途，工程師可以快速開發(fā)出用于危險環(huán)境的微型機器人。

系統(tǒng)集成也是可再生能源領域的驅(qū)動力量之一。譬如，一個由歐盟發(fā)起、西門子負責協(xié)調(diào)的計劃正在研究風電場、太陽能電站、生物質(zhì)電廠和熱電聯(lián)產(chǎn)電廠等之間如何在互聯(lián)網(wǎng)上實時交換信息，從而最大限度地提高可再生能源發(fā)電占比。這個計劃不僅設想將發(fā)電系統(tǒng)與通信系統(tǒng)相集成，而且想要集成物聯(lián)網(wǎng)（智能電表、變壓器，等等）與不斷發(fā)展的聯(lián)網(wǎng)服務，如向客戶提供實時價格信息的服務。

富有生命力的城市實驗室。正如整個電網(wǎng)都需要借助新技術(shù)來高效平衡發(fā)電量波動不定的可再生能源電能與常規(guī)電廠電能一樣，越來越多的在很大程度上依賴于可再生能源發(fā)電的小型社區(qū)也需要這樣的技術(shù)。這些社區(qū)渴求借助智能電網(wǎng)解決方案，在考慮發(fā)電量波動和用電需求波動的情況下，可靠、安全地在不同發(fā)電系統(tǒng)之間來回切換?？紤]到這一發(fā)展趨勢，位于德國愛爾蘭根的西門子分布式多聯(lián)產(chǎn)發(fā)電系統(tǒng)開發(fā)中心的研究人員，正在研究如何管理能夠優(yōu)化發(fā)電、蓄電和用電的信息生態(tài)系統(tǒng)。

在奧地利維也納郊外，一座規(guī)劃中的新城Aspern進一步發(fā)展了這一理念。在這里，一家由維也納市政府、當?shù)仉娏荆╓ienEnergie）和西門子共同成立的合資企業(yè)，主張將這座城市變成一間“富有生命力的實驗室”，以供研究有助于實現(xiàn)節(jié)能增效和可持續(xù)城市發(fā)展的技術(shù)集成解決方案。對樓宇中安裝的各種傳感器生成的實時信息進行研究是一種頗具新意的做法，因此，這個項目要求開發(fā)能夠理解這些數(shù)據(jù)的深層含義的專門算法。來自西門子的GeraldMurauer博士是Aspern合資企業(yè)的負責人，他說：“由此得到的信息有望幫助實現(xiàn)節(jié)能增效、保護環(huán)境以及形成專門技術(shù)，從而造福于世界各地的城市。”

當然，系統(tǒng)集成不限于工廠、樓宇、電網(wǎng)和基礎設施等領域。在醫(yī)療領域，系統(tǒng)集成也大有可為。以eSieFusion™成像系統(tǒng)為例。西門子推出的這項新技術(shù)通過將兩種全然不同的信息源——三維CT掃描與實時超聲成像——整合起來，創(chuàng)建了一個可以“透視”人體的虛擬三維窗口。

系統(tǒng)集成甚至彌合了醫(yī)療技術(shù)與工業(yè)技術(shù)之間的鴻溝。通過與主要矯形植入物制造商合作，西門子研究人員和工程師已經(jīng)開發(fā)出一種被稱為“從成像到植入物”的工藝，可根據(jù)計算機斷層掃描成像和磁共振成像，自動生產(chǎn)出用于膝蓋、臀部、肩部或其他關(guān)節(jié)的個性化人造器官。作為推進電子病歷系統(tǒng)普及的動力之一，系統(tǒng)集成也令醫(yī)院、醫(yī)生和患者等受益匪淺。

隨著現(xiàn)實世界里的事物越來越多地誕生于虛擬世界，通過分析所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，將得到可指導行動的信息——這個過程一方面是受到降低能源和資源消耗量的要求的推動，另一方面也同樣受到日益提高的計算和模擬能力的拉動。盡管我們憑直覺可能覺得這個世界的集成化程度越高越好，因為這意味著能效日益提高，但我們?nèi)孕璞３志琛?/p>

正如麻省理工學院的CarloRatti教授所指出的，“有許多尚待解決的問題：誰能獲得我們產(chǎn)生的信息，如何對這些信息進行存檔，如何區(qū)分好的信息和壞的信息，以及在一個什么事都不會被遺忘的世界里會出現(xiàn)什么情況等，諸如此類，不勝枚舉。我們必須時刻警惕這些問題，并應展開熱烈的公開辯論，因為這些問題關(guān)系到未來社會的建設。”