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為了節省時間和金錢，同時也為了提高精確度，西門子正在虛擬世界里建造一座海水脫鹽工廠。

在伊比利亞半島的幾乎每個地方，水都是一種寶貴的資源。西班牙旱災程度之嚴重、頻率之高，令這片土地不堪其苦。因此，淡水，特別是可供飲用的淡水，尤為寶貴。如今，干涸的水庫、*的飲用水和凋零的田野，已成為西班牙常見的景象。另一方面，淡水的稀缺，也促使西班牙人掌握了海水脫鹽技術，因為沿著其綿長的海岸線，這個國家擁有取之不盡用之不竭的含鹽水資源。

西門子工業的Andreas Pirsing博士表示，“幾年前，為了緩解淡水稀缺問題，西班牙政府發起了一項特殊的開發計劃。作為該計劃的一部分，在地中海沿岸新建了約30座海水脫鹽工廠。在選擇承建商時，西班牙政府有意扶持當地企業，這樣，便能培育出高水平的技術專長。如今，這些技術已成功推廣到世界其他地方。”

專家預計，淡水危機將日益嚴峻。這對海水脫鹽市場而言意義重大。盡管2012年，海水脫鹽市場的銷售額僅為184億美元，但Companies & Markets預計，到2020年，這個數字將增至500億。

西門子的海水脫鹽業務遍及。在新加坡，西門子工程師在該國政府組辦的節能型海水脫鹽技術“新加坡挑戰賽”上一舉*。Pirsing說：“西門子還參與了西班牙政府發起的開發計劃。西門子工業為一些工廠配備了自動化技術。其中一座工廠坐落于馬霍卡島的Alcudia。”馬霍卡島是著名的旅游勝地，但島上淡水含水層較薄，且“浮”于地下苦堿水之上，因此，對海水脫鹽技術尤為依賴。其淡水含水層無法為眾多游客提供充足的飲用水。

這座位于Alcudia的海水脫鹽工廠采用了反滲透技術來生產淡水。這項工藝的原理是，通過施加外部壓力，使海水中的水分子通過半透膜過濾析出，而鹽分等大分子物質則保留在原溶液中。利用這項工藝，這座海水脫鹽工廠每天可以生產多達1.4萬立方米淡水。雖然Alcudia只是地中海沿岸眾多海水脫鹽工廠之一，但它已成為工程設計研究的焦點。Pirsing指出，“西門子正在以它為個案，研究一種全新的方法，該方法可能在整個工程設計界掀起一場革命。”

與諸如空客、博世和戴姆勒等企業，以及若干高等學府和德國弗勞恩霍夫協會一道，西門子參與了得到德國教育與研究部資助的SPES_XT（軟件平臺嵌入式系統XT）計劃。該計劃的目標是，將軟件建模方法和工具與用于開發嵌入式軟件的分析技術無縫整合起來。

個案研究。西門子的目標是優化一種用于規劃海水脫鹽工廠的方法，以在通用IT平臺上，借助一套統一的軟件工具，對彼此協調的不同工廠組件的虛擬模型進行編輯。

Pirsing解釋道，“我們在Alcudia工廠采用了這種方法。也就是說，我們用某種影子工程設計法來創建整座工廠的模型，并通過試驗確定該方法能節省多少時間和金錢。Alcudia工廠特別適于進行個案研究，因為我們與客戶關系融洽，這確保我們不僅擁有這座工廠部署的西門子自動化系統的全部數據，而且還能獲得其他承包商提供的相關規劃數據。”

西門子中央研究院（CT）的Ulrich Lowen博士負責為該個案研究提供科學依據，他解釋道，“當我們掌握了全部數據時，就像Alcudia工廠項目這樣，我們就能輕而易舉地在計算機上規劃整座工廠。已經有大量規劃在虛擬世界中執行。這種方法被稱為‘基于模型的系統集成’，這意味著，首先利用計算機生成的虛擬表達——或稱模型，對許多真實的工廠組件進行規劃、組裝和試驗，然后再進行實際安裝。在Alcudia工廠個案研究中，我們已經模擬了從井中抽取海水的整個過程，以及反滲透工藝的部分過程。”據Lowen透露，這種模擬的節支效應已初露端倪。Lowen說：“像Alcudia工廠這樣的項目，不可能僅憑一個人的力量就完成詳盡的規劃和實現。相反，這項任務需要來自不同專業的眾多工程師齊心協力完成。”

項目參與者包括負責處理物理和化學過程的過程工程師，負責安裝高壓泵和半透膜模塊的系統提供商，以及負責提供自動化系統和電源解決方案的管道規劃師和電氣工程師。

Lowen解釋道，“目前，項目參與者分別使用自有工具來執行相關任務。譬如，使用CAD工具進行過程設計和管道建設，使用微軟Excel生成驅動器和儀器清單。這些工具以大相徑庭的方式表達系統，包括工藝流程圖、二維或三維模型、電路圖，等等。”

工具之間的不兼容，導致了時間和金錢的巨大浪費。這是因為，規劃數據經許多不同的人處理，被多次改換格式，輸入新工具以及轉化為多種不同的“語言”。在這個過程中，一些信息會在工具切換之際喪失，并且用戶有時也會曲解規劃數據。Lowen解釋道，“此外，任何突然變化都有可能削弱不同規劃模型之間的*性。譬如，假設負責管道中不計其數的液位傳感器和不同檢測裝置的工程師突然發現，他需要另一個液位傳感器。那么，必須將該傳感器及有關線纜納入工藝工程設計管道、儀器流程圖、自動化系統部署計劃、電氣計劃以及管道計劃等。”

為了保證切實有效地采取這些將會影響到各式各樣系統模型表達的糾正舉措，模型之間必須彼此協調。此外，所有工具都必須能在集中式IT平臺上相互溝通。Pirsing說：“西門子是一家能夠提供此類集成式設施規劃平臺的企業——這個平臺可以將所有彼此獨立開發的工程設計工具匯接起來。換句話說，西門子是一家集工程設計之大成的企業，譬如，被稱為‘COMOS’的生命周期工程設計和設施管理系統，以及SIMATIC PCS 7控制系統。正因如此，我們是一家在市場上提供該等工程設計解決方案的企業。”

技術推廣。總體而言，這種在新型IT平臺上對Alcudia海水脫鹽工廠進行整體虛擬規劃、建模和模擬過程的工程設計技術，旨在表明該方法的效率和計算出能夠節省多少時間和金錢。Pirsing說：“我們的項目已完成過半。如果成功的話，其結果將不僅影響到海水脫鹽工廠的建設，而且將開啟一片嶄新的IT技術應用天地。解決了截然不同的挑戰的方法，可以輕松推廣用于其他類型的設施，如廢水處理廠、泵站和水廠等。此外，這種方法也可推廣用于其他行業，如石油天然氣、制藥以及化工行業等。”

結合SPES_XT項目的其他合作伙伴在航空和汽車等行業針對類似問題的研究成果，終將形成一套全面的方法，令整個工程設計行業發生天翻地覆的變化。