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通往工业4.0时代“三重门” |
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——探访西门子在华最大数字化企业 |
西门子工业自动化产品成都生产研发基地内景。
■本报记者 原诗萌
“大家看那边的屏幕，那是我们数字化生产核心技术的体现。”西门子工业自动化产品成都生产研发基地总经理柏大山（Andreas Bukenberger）停下脚步，指着不远处生产线旁边的几块显示屏，颇有些自豪地对前来参观的记者们说。
柏大山告诉记者，屏幕上显示的是生产的实时数据，包括各种质量数据、产能数据、需求数据、生产订单数据等。“大家可以看到，我们的生产线上是没有纸的。我们的生产计划、生产报告等，全都以在线的方式在IT系统里面显示。”
这是记者在参观日前正式投产的西门子工业自动化产品成都生产研发基地（SEWC）时看到的一幕。作为西门子在德国安贝格之外的首家“数字化企业”，SEWC实现了从产品设计到制造过程的高度数字化。
如今，随着信息技术和制造技术的深度融合，历经了机械、电气和信息技术阶段的工业生产正迎来新的变革——工业4.0，而SEWC则是西门子通往工业4.0之路的最新实践。
制造业面临新挑战
在160余年的发展历史中，西门子始终未脱离制造的“一线”，目前已在全球建立了众多工厂。对于制造业面临的挑战，西门子的体会也尤为深刻。
在西门子（中国）有限公司工业业务领域市场与传播部总经理于缨看来，当前制造业主要面临三方面的挑战。首先是时间。“当前市场竞争愈发激烈，能否缩短产品的上市时间，对于企业非常重要。研发和生产的速度慢了，就会失去市场。”于缨说。
其次，企业在提升生产效率方面也面临着新的困难。“让工人加班加点，以非常标准的方式工作，不能有任何浪费的动作，这种提高生产效率的方式已经越来越不适用了。”
此外，不断变化的市场需求，对于制造业的灵活性提出了更高的要求。在于缨看来，原创于福特公司的大规模流水线装配作业在当时来看确实是很大的进步，但这种方式在实现更快上市和更高生产效率的同时，却丧失了灵活性。
“其实市场更需要定制化的产品。但是当企业没有很好地解决生产技术问题时，就只能牺牲灵活性，去生产标准化的产品。”于缨说。
融合虚拟与现实
那么，制造业该如何面对上述三方面的挑战？
信息技术和制造技术的深度融合，为解决这一问题提出了新的方向。目前，西门子等领先的制造企业正以信息物理融合系统（CPS）为框架，建立包含设备、仓储系统和工业产品的全球性网络，业界将这一新的变革方向称之为工业4.0。SEWC就是西门子在通往工业4.0之路上的最新实践。
西门子工业自动化产品成都生产研发基地卓越运营部经理戴霁明告诉记者，与传统的工厂相比，SEWC具有多方面的优势。
比如，在缩短产品上市时间方面，SEWC通过数字化的方式，对设计出来的产品进行模拟和仿真，这样就省去了做样机的时间。而当设计人员对设计内容进行修改时，也可以通过共同的数据库，把修改的内容直接传送到生产线，从而节省了制造过程中的修改时间，使得产品能够尽快上市。
同时，SEWC还通过高度的数字化和自动化来提高生产效率。戴霁明告诉记者，在传统的工厂里面，每天要由负责生产计划的人下发生产工单，再由班组长将生产任务分配到每个工人头上。而SEWC则省略了这些步骤，直接将生产工单在触摸屏上显示。
生产过程中，物料的运输也是完全自动化的。当生产过程中需要某种物料时，屏幕上会有提示，然后工人会拿着扫描枪，在物料样品上进行扫描，条码信息传输到工厂的自动化仓库之后，会由自动化的物流系统去仓库的指定位置取指定的物料，然后通过自动提升机，将物料传送到生产线附近。
而在质量检测环节，系统会通过数据库对之前的工序进行核对，从而获得产品的质量情况。
“我们的目标是实现物料供应、生产计划和生产实施同步化的生产，这样就可以实现精益生产，提升效率。”戴霁明说。
在生产过程中，SEWC还充分体现了灵活性方面的优势。记者在工厂里看到，生产线上有很多“小车”在有条不紊地运行。戴霁明告诉记者，这些“小车”其实是运输原材料的载体，小车上面记载着生产的数据和信息。通过RFID（射频识别）技术，SEWC可以对生产进行规划，比如采用什么样的生产方式和工艺，以及什么样的原材料，都可以在这条线上自由地选择，从而实现“混线生产” 。
未来将继续完善
对于正在进行制造业转型升级的中国而言，西门子的数字化企业无疑提供了很好的参考样本。
西门子（中国）有限公司高级副总裁、工业业务领域工业自动化集团总经理王海滨表示，中国政府大力推行的两化融合概念，与西门子数字化企业的理念不谋而合。而西门子在和各地政府及客户交流时也深切感受到，大家对数字化企业的需求日益迫切。
“SEWC是西门子在华的最大数字化企业，相信大家可以通过参观和交流，获得启发和借鉴。”王海滨说。
而对于数字化企业的未来，王海滨表示，从目前的发展情况来看，基础设施已经建立，但在未来，西门子还会不断去观察和思索，看哪些环境、哪些细节还可以继续完善和创新。
“我们工厂的卓越运营部负责的就是这方面的工作。同时，SEWC也是西门子工业自动化全球生产及研发体系的一部分，我们会利用西门子全球的资源，让数字化企业更加完善。”王海滨说。
《中国科学报》 (2013-09-18 第7版 制造)
