“當(dāng)前的中國制造業(yè)，不僅要經(jīng)歷從低附加值產(chǎn)品制造向高附加值產(chǎn)品制造轉(zhuǎn)型的陣痛，而且還需要直面正在席卷全球的第四次工業(yè)革命浪潮。”12月初，SiemensPLMSoftware大中華區(qū)首席執(zhí)行官兼董事總經(jīng)理梁乃明，在向記者介紹SiemensPLMSoftware如何在成都打造出新一代數(shù)字化工廠時(shí)表示，中國制造未來之路，可以從打造數(shù)字化的企業(yè)或數(shù)字化的工廠起步，將PLM(產(chǎn)品生命周期管理)、MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))、ERP進(jìn)行集成，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)從量化到定制化的第一階段轉(zhuǎn)型。
工業(yè)4.0與兩化融合
第四次工業(yè)革命即工業(yè)4.0，是從第一、二、三次工業(yè)革命演變過來的。相對(duì)于蒸汽時(shí)代、電氣時(shí)代、科技時(shí)代等前三次工業(yè)革命，工業(yè)4.0的基礎(chǔ)是物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)網(wǎng)以及數(shù)據(jù)網(wǎng)。它以智能制造為主導(dǎo)，目標(biāo)是建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。在工業(yè)4.0時(shí)代，一個(gè)非常核心的項(xiàng)目是以“信息物理系統(tǒng)”(Cyber-PhysicalSystems：CPS)為框架建立起包含其設(shè)備、倉儲(chǔ)系統(tǒng)和工業(yè)產(chǎn)品的全球性網(wǎng)絡(luò)。
“西門子作為主要牽頭單位，參與了德國信息物理系統(tǒng)方案的研究和實(shí)施，解決了德國在城市化、網(wǎng)絡(luò)化、工業(yè)市場(chǎng)發(fā)展中所面臨的一些挑戰(zhàn)。從全球來看，德國的經(jīng)驗(yàn)非常適合中國的現(xiàn)狀。SiemensPLMSoftware的愿景是幫助中國制造業(yè)借鑒德國制造工業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，全面整合優(yōu)化產(chǎn)品生命周期和制造生命周期，實(shí)現(xiàn)信息化和工業(yè)化的融合。”
面對(duì)工業(yè)4.0的大趨勢(shì)，梁乃明建議中國制造業(yè)分兩個(gè)步驟應(yīng)對(duì)。第一是構(gòu)建“數(shù)字化智能工廠”，完善智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施；第二是實(shí)現(xiàn)“智能生產(chǎn)”，落實(shí)涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。
梁乃明說，中國改革開放三十多年后，低附加值或者高密集人工的生產(chǎn)品在中國的制造業(yè)中已經(jīng)不具有競(jìng)爭(zhēng)力了。中國制造業(yè)要向手機(jī)、平板等高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)轉(zhuǎn)移，就需要用科學(xué)的手段來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型；而且整個(gè)生產(chǎn)過程都需要從量化到定制化轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜的情況下的精益生產(chǎn)，這些都是中國生產(chǎn)制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。
成都建成第二個(gè)“安貝格數(shù)字化工廠”
在面向工業(yè)4.0方向的發(fā)展方面，歐洲最大的工廠——德國安貝格電子工廠有比較成熟的經(jīng)驗(yàn)。德國安貝格電子工廠通過SiemensPLMSoftware進(jìn)行整合，在虛擬的環(huán)境中仿真產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)，不僅實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品跨行業(yè)的多樣化，還提升了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。梁乃明介紹，2013年，西門子以德國安貝格電子工廠為原型，在中國成都建成了又一個(gè)“數(shù)字化工廠”——西門子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品生產(chǎn)研發(fā)基地。該基地負(fù)責(zé)西門子的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品，同時(shí)肩負(fù)生產(chǎn)和研發(fā)的兩大任務(wù)。
梁乃明介紹，該基地的基本架構(gòu)采用了“數(shù)字化工廠”國際規(guī)范的五層架構(gòu)。其中，第一層是利用PLM軟件和ERP系統(tǒng)構(gòu)建的企業(yè)頂層結(jié)構(gòu)，用以統(tǒng)一提供生產(chǎn)的數(shù)據(jù)、工藝路線、設(shè)計(jì)清單等。第二層是生產(chǎn)管理軟件，即制造執(zhí)行系統(tǒng)MES，它起著生產(chǎn)管理的核心作用。第三層是監(jiān)控系統(tǒng)，用以監(jiān)控生產(chǎn)過程、物流系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)。第四層是現(xiàn)場(chǎng)的控制層。第五層是現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備層，這個(gè)層次體現(xiàn)在生產(chǎn)設(shè)備、物流設(shè)備、工藝設(shè)備中的自動(dòng)化元器
“光有了這五個(gè)層次的硬件還不夠，數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)還需要具備從產(chǎn)品的規(guī)劃、開發(fā)、建造到售后服務(wù)的整個(gè)全流程。同時(shí)，這個(gè)全流程需要橫向的資料融合，以及從上到下縱向的結(jié)構(gòu)統(tǒng)一、聯(lián)通統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)。只有具備了這樣條件的工廠才能被稱作數(shù)字化工廠。”
西門子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品成都生產(chǎn)研發(fā)基地卓越運(yùn)營部經(jīng)理戴霽明介紹說，“我們生產(chǎn)的數(shù)據(jù)來源于訂單。一旦訂單下達(dá)了，ERP系統(tǒng)會(huì)把生產(chǎn)訂單分解到生產(chǎn)MES系統(tǒng)中。MES系統(tǒng)又和下層的自動(dòng)化系統(tǒng)互動(dòng)，呈現(xiàn)一個(gè)拉動(dòng)的生產(chǎn)關(guān)系。而SiemensPLMSoftware的產(chǎn)品生命周期管理軟件，作為一個(gè)頂層設(shè)計(jì)好的產(chǎn)品，提供全廠公用的數(shù)據(jù)平臺(tái)，使全廠各個(gè)部門能夠工作在一個(gè)平臺(tái)中，即互相互通又互相共享。然后再看工藝流程。我們整個(gè)工藝流程全部被電子流程所覆蓋。覆蓋以后，通過工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)，從上到下各個(gè)層次都是用統(tǒng)一的通訊協(xié)議和統(tǒng)一的通訊方式貫通的。”
數(shù)字化工廠實(shí)現(xiàn)三大核心價(jià)值
“西門子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品生產(chǎn)研發(fā)基地，展示的是西門子一百多年在生產(chǎn)和研發(fā)方面的經(jīng)驗(yàn)積累。我們希望中國制造用戶借此了解未來的制造方向需要什么，以及如何用數(shù)字化的方式來實(shí)現(xiàn)精益的生產(chǎn)。”
梁乃明認(rèn)為，數(shù)字化工廠可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造融合、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)和混線生產(chǎn)等三大核心價(jià)值。首先，SiemensPLMSoftware共享數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與制造的融合�，F(xiàn)在，從產(chǎn)品研發(fā)部門、產(chǎn)品規(guī)劃部門到采購或者生產(chǎn)部門再到質(zhì)量部門，都可以通過SiemensPLMSoftware共享數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行協(xié)同的數(shù)據(jù)管理。也就是說，在前端研發(fā)部門開始設(shè)計(jì)的時(shí)候，數(shù)據(jù)平臺(tái)就已經(jīng)在后端制造部門共享了，當(dāng)設(shè)計(jì)部門進(jìn)行修改和變化的時(shí)候，后端生產(chǎn)部門在搜料的同時(shí)也能得到最新版本的圖紙，實(shí)現(xiàn)制造環(huán)節(jié)的各種參數(shù)與研發(fā)數(shù)據(jù)的同步；然后仿真、通過CAD、CAM等軟件直接傳送到生產(chǎn)機(jī)床上。這種設(shè)計(jì)和制造的融合，大大縮短了產(chǎn)品從研發(fā)到進(jìn)入市場(chǎng)的整個(gè)收益周期。
第二，數(shù)字化工廠可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)流生產(chǎn)、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)等最理想的生產(chǎn)狀況，比如，使用SiemensPLMSoftware中的Teamcenter軟件，可進(jìn)行靈活地小批量、多批次生產(chǎn)。由此產(chǎn)生的待售品很少，生產(chǎn)過程中需要的原材料消耗也很少，現(xiàn)金流也會(huì)較好。
第三，數(shù)字化工廠可以實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)的產(chǎn)品多樣化。傳統(tǒng)來說，一條線一般只生產(chǎn)一兩種同類產(chǎn)品。但西門子的數(shù)字化工廠，因?yàn)樵谡麄�(gè)生產(chǎn)過程中布置了大量的數(shù)據(jù)檢測(cè)點(diǎn)和大量的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因此能很容易地實(shí)現(xiàn)一條生產(chǎn)線的混線和換模。
“總體來看，數(shù)字化工廠平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程，到生產(chǎn)執(zhí)行和服務(wù)的全生命周期運(yùn)行，以最小的資源消耗獲取最高的生產(chǎn)效率。”梁乃明最后總結(jié)說。
記者手記
“Siemens的傳統(tǒng)文化是創(chuàng)新和研發(fā)。”這是記者采訪SiemensPLMSoftware大中華區(qū)首席執(zhí)行官兼董事總經(jīng)理梁乃明過程中，印象最深的一句話。他說，每年Siemens在研發(fā)上投入巨大。Siemens全球有超過3萬的員工，其中超過1.7萬都是軟件工程師。除了SiemensPLMSoftware自身之外，在工業(yè)自動(dòng)化各個(gè)部門都有負(fù)責(zé)軟件研發(fā)的人員。在專利方面，Siemens在歐洲、美國都是名列前茅的，這也是為什么Siemens可以165年持續(xù)地生存下來。
在當(dāng)前工業(yè)4.0的革命中，企業(yè)需要思考的是怎么樣可以幫助客戶不斷地創(chuàng)新。有了創(chuàng)新的構(gòu)想之后，再幫助他們?cè)谥圃斓馁|(zhì)量和設(shè)計(jì)方面提供軟硬結(jié)合的一體化解決方案，這也就是SiemensPLMSoftware給客戶帶來的最大價(jià)值。
談到公司乃至自身的使命，梁乃明說是希望SiemensPLMSoftware可以利用科技的手段幫助國內(nèi)的制造業(yè)，提升中國制造的效益、工藝、質(zhì)量，并向數(shù)字化制造發(fā)展，使中國制造企業(yè)能夠像Siemens一樣，成為屹立165年的企業(yè)。
來自工業(yè)4.0生產(chǎn)的目標(biāo)，以創(chuàng)造持續(xù)性的工作流、產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)證等。這些也是今天中國制造進(jìn)行高端產(chǎn)品生產(chǎn)的必備條件，是國際大環(huán)境下的挑戰(zhàn)。SiemensPLMSoftware從2007年開始實(shí)施制造與工業(yè)化和信息化的融合。大中華區(qū)市場(chǎng)總監(jiān)權(quán)奎奭介紹說，在過去幾年里，SiemensPLMSoftware不僅自身投入研發(fā)，也通過不同的兼并手段來豐富解決方案。在軟件方面，收購了UG、專注復(fù)合材料領(lǐng)域的Vistagy，以及LMS(仿真測(cè)試工具)；另外還收購了成本控制與結(jié)算的解決方案提供商PerfectCostingSolutionsGmbH。在硬件方面，SiemensPLMSoftware在兩化融合方面的成果體現(xiàn)在Simatic及MES解決方案中。
發(fā)展至今，SiemensPLMSoftware在全球的工業(yè)軟件方面已有五十年的歷史，擁有77，000多家客戶，以及900多萬的裝機(jī)量。無論是航天航空還是汽車、運(yùn)輸、工業(yè)裝備、電子制造等行業(yè)都有SiemensPLMSoftware的客戶。
件、自動(dòng)化設(shè)備上，需要上下貫通，以提供大量的數(shù)據(jù)給上層結(jié)構(gòu)。
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