http://bfqmb.cn 2013-09-25 10:55 來源:中國經(jīng)濟(jì)和信息化
未來的制造將是基于大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人,通過各種信息技術(shù)進(jìn)行柔性制造。
在各種有序運(yùn)行的機(jī)器旁邊,幾名身著藍(lán)色工裝的工作人員在電腦前不慌不忙地操作,腳下潔凈的地面給人一種錯覺——這里像是一間文職人員的辦公室。生產(chǎn)線上,各種元器件在傳感器的配合下自動前行,有的右拐、有的前行一段右拐,才證實這里的確是生產(chǎn)車間。
9月11日,西門子位于成都高新區(qū)的工業(yè)自動化產(chǎn)品成都生產(chǎn)研發(fā)基地(SEWC)正式投產(chǎn)。SEWC研發(fā)制造的第一款新品Simatic IPC 3000 SMART(西門子工控機(jī)產(chǎn)品,用于冶金、電子、通用機(jī)械、電力、礦山和交通等領(lǐng)域)就在這個車間下線。
SEWC生產(chǎn)車間主要為上下兩層。一層為物流層,諾大的空間中,除了傳送帶,只有1名工作人員操控著一輛小車從記者身邊駛過。SEWC總經(jīng)理Andreas Bukenberger介紹,這一層最多只需要6~8名員工,從原材料的進(jìn)入,到送檢、按需分送、不同工序加工、到成品打包,垃圾包裝運(yùn)送等一系列流程,都將在傳送帶上自動完成。
在記者問及是否會出現(xiàn)運(yùn)送差錯、斷電等情況時,Bukenberger有些激動,特意用了很長的篇幅向記者介紹:“所有的材料一直到產(chǎn)成,遍布生產(chǎn)線的傳感器都能通過條碼記錄下各種數(shù)據(jù),絕對不可能出現(xiàn)差錯,也不可能出現(xiàn)物品掉落的情況。就算斷電也會有數(shù)據(jù)的備份而不會導(dǎo)致生產(chǎn)過程出現(xiàn)任何的紊亂。”
在車間的二樓是制造車間,從物流層傳送上來的原材料將在這里通過各種程序成為產(chǎn)品。為數(shù)不多的工作人員看上去并不忙亂,只是在電腦前比劃著。“每個班次,我們一共需要20~30名工作人員就能完成各項工作。”SEWC卓越運(yùn)營部經(jīng)理戴霽明表示。
不論是Bukenberger的底氣十足,還是工作人員的氣定神閑,都源于這座工廠的數(shù)字化制造基礎(chǔ)。SEWC是西門子在中國建設(shè)的第一個數(shù)字化企業(yè),實現(xiàn)了從產(chǎn)品設(shè)計到制造過程的高度數(shù)字化,讓智能制造更為具象的呈現(xiàn)。這一天,西門子邁出了搶跑智能制造時代的又一步,也打響了在工業(yè)4.0時代獲得更多機(jī)會的算盤。
定義工業(yè)4.0
西門子工業(yè)已經(jīng)從事了160余年的制造,同為制造企業(yè),西門子也遭遇了制造企業(yè)避不開的挑戰(zhàn)。西門子認(rèn)為,制造業(yè)存在三大需求——提高生產(chǎn)效率、縮短產(chǎn)品上市時間、增加制造的靈活性。然而在傳統(tǒng)的制造條件下,要同時滿足這三大需求并不容易,企業(yè)通常得犧牲靈活性來提升生產(chǎn)效率和縮短產(chǎn)品上市時間。如,iPhone產(chǎn)品由于企業(yè)缺乏制造能力,只能一次推出一款新品,降低生產(chǎn)的靈活性;而三星自身具備制造能力,能在短期內(nèi)不斷推出各類新品參與競爭。
要同時滿足這三大需求,保障并提升產(chǎn)品質(zhì)量,智能制造成為西門子的發(fā)力方向,西門子將其定義為工業(yè)4.0時代。在西門子看來,第一次工業(yè)革命是蒸汽時代,第二次工業(yè)革命是電氣時代,第三次工業(yè)革命是計算機(jī)技術(shù)開始應(yīng)用在制造業(yè)上,提升自動化水平,即將到來的工業(yè)4.0時代將是第四次工業(yè)革命。
“現(xiàn)在,一款汽車需要上千人設(shè)計,設(shè)計人員設(shè)計3年、生產(chǎn)模具1年、建設(shè)工廠生產(chǎn)4年,至少需要8年的時間。”西門子(中國)有限公司工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域市場傳播部總經(jīng)理于纓向記者介紹西門子對工業(yè)4.0時代的構(gòu)想,“未來的制造將是基于大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人,結(jié)合各種信息技術(shù)進(jìn)行柔性制造。其實現(xiàn)定制化生產(chǎn),甚至可以當(dāng)月定制車,下個月就可以生產(chǎn)出來。”
雖然這一構(gòu)想的實現(xiàn)尚需時日,但是西門子已經(jīng)開始了自己的探索。西門子德國安貝格電子制造工廠是西門子打造的第一個數(shù)字工廠,正是由這家工廠探索出其從傳統(tǒng)制造向數(shù)字制造轉(zhuǎn)型的技術(shù)線路。SEWC作為安貝格在中國的姊妹工廠,亦實現(xiàn)了從企業(yè)管理、產(chǎn)品研發(fā)到制造控制層面的高度互聯(lián),通過在整個價值鏈中集成IT系統(tǒng)應(yīng)用,實現(xiàn)包括設(shè)計、生產(chǎn)、物流、市場和銷售等所有環(huán)節(jié)在內(nèi)的高度復(fù)雜的全生命周期的全自動化控制和管理。
正是在這些復(fù)雜IT技術(shù)的輔助下,靈活生產(chǎn)不必再被犧牲或者無法實現(xiàn)。指著正在生產(chǎn)線上自動拐彎、直行的元器件,SEWC卓越運(yùn)營部經(jīng)理戴霽明告訴記者:“這些半成品運(yùn)送到不同的路徑,將生產(chǎn)出不同型號的產(chǎn)品?,F(xiàn)在工廠這兩條生產(chǎn)線上,可以同時生產(chǎn)20~30種型號產(chǎn)品。”
談及為何要建設(shè)數(shù)字化企業(yè),西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域工業(yè)自動化系統(tǒng)首席執(zhí)行官Eckard Eberle表示:“我們建設(shè)數(shù)字工廠,其一是為了獲得更高的產(chǎn)品質(zhì)量,通過各種體系的無縫鏈接保障產(chǎn)品的質(zhì)量。其二是為了快速實現(xiàn)生產(chǎn)的調(diào)整。其三是幫助客戶有效縮短產(chǎn)品的上市時間。”
沒有紙張的車間
關(guān)于SEWC,讓西門子津津樂道的是這座工廠不僅是一個數(shù)字化企業(yè),而且是自己生產(chǎn)自己——絕大多數(shù)技術(shù)來自西門子。
工廠里生產(chǎn)的每一件新品,都擁有自己的數(shù)據(jù)信息,數(shù)據(jù)在研發(fā)、生產(chǎn)、物流的各環(huán)節(jié)不斷豐富,實時保存在一個數(shù)據(jù)平臺中?;谶@一數(shù)據(jù)基礎(chǔ),ERP、PLM、MES、控制系統(tǒng)以及供應(yīng)鏈管理實現(xiàn)信息互聯(lián)。工廠采用了西門子PLM(全生命周期管理)軟件,通過虛擬化的產(chǎn)品規(guī)劃和設(shè)計,實現(xiàn)信息無縫互聯(lián)。利用制造執(zhí)行系統(tǒng)SIMATIC IT和全集成自動化解決方案(TIA),將產(chǎn)品和生產(chǎn)生命周期進(jìn)行集成,縮短產(chǎn)品上市時間。其設(shè)計還賦予工廠靈活性,可滿足不同產(chǎn)品的混合生產(chǎn),并為將來的產(chǎn)能調(diào)整做出合理規(guī)劃。
“傳統(tǒng)的制造中,一般是研發(fā)時出一張圖紙,然后交給生產(chǎn)部門作出樣品,圖紙再返回研發(fā)部門調(diào)整、修改后再生產(chǎn)。數(shù)字化制造下,從研發(fā)到制造都基于同一個數(shù)據(jù)平臺,改變了傳統(tǒng)制造節(jié)奏,研發(fā)和生產(chǎn)幾乎同步,而且完全不需要紙質(zhì)的圖紙、訂單。”面對基本看不到紙張的生產(chǎn)車間,戴霽明向記者闡述數(shù)字化制造帶來的改變。這種節(jié)奏的改變帶來的是產(chǎn)品上市時間的大大壓縮、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的有效提升。
王云龍是SEWC的一名PLC(可編程控制器)裝配工位上的員工。每天由西門子MES(制造執(zhí)行管理系統(tǒng))生產(chǎn)的電子任務(wù)單就展現(xiàn)在其面前的電腦屏上,訂單由系統(tǒng)下達(dá),在與ERP(企業(yè)資源計劃)系統(tǒng)的高度繼承下,實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、物料管理等數(shù)據(jù)的實時傳送。
王云龍的工作臺上有5個不同的零件盒,當(dāng)自動引導(dǎo)小車送來一款待裝配產(chǎn)品時,電腦顯示屏?xí)霈F(xiàn)它的信息,相應(yīng)所需的零件盒的指示燈也會亮起。傳感器掃描產(chǎn)品的條碼信息,并將數(shù)據(jù)輸入了MES系統(tǒng),MES系統(tǒng)通過與西門子TIA的互聯(lián),操縱零件盒的指示燈。
王云龍確認(rèn)了裝配產(chǎn)品后,按下按鈕,自動化流水線的傳感器將掃描條碼信息,MES系統(tǒng)將以數(shù)據(jù)為判斷基礎(chǔ),指揮小車去下一目的地。在達(dá)到下一工序前,這個產(chǎn)品將經(jīng)過20個質(zhì)量監(jiān)測節(jié)點。視覺檢測是數(shù)字化工廠的特有監(jiān)測方式,相機(jī)拍下產(chǎn)品圖像與Teamcenter數(shù)據(jù)平臺中的正確圖像對比,一點小小瑕疵都逃不過品質(zhì)管理模塊的“眼睛”。經(jīng)過多次裝配和質(zhì)量檢測后,成品將送到包裝工位,經(jīng)過人工包裝、裝箱,包裝好的產(chǎn)品將通過升降梯和傳送帶自動送往物流中心或者立體倉庫。這一生產(chǎn)過程,無需像傳統(tǒng)制造中,用幾十人甚至上百人的手工去完成。
Bukenberger表示:“應(yīng)用了西門子數(shù)字化企業(yè)平臺解決方案的成都工廠和其他工廠比,產(chǎn)品的交貨時間縮短了50%,產(chǎn)品的一次通過率可達(dá)到99%以上。安貝格電子制造工廠,平均每秒生產(chǎn)一個產(chǎn)品,未來的SEWC有望沖擊這一紀(jì)錄。”
贊賞“兩化融合”
事實上,在SEWC的車間還有第三層,但是這一層除了少量的管理辦公室之外,建成了環(huán)形參觀走廊。在記者結(jié)束參觀時,SEWC總經(jīng)理再次表達(dá)了歡迎記者以及企業(yè)前來參觀的觀點,讓這家工廠多了一份參考物的色彩。
SEWC除了生產(chǎn)Simatic工業(yè)自動化產(chǎn)品外,還為工業(yè)企業(yè)提供控制系統(tǒng)和解決方案,用自動化技術(shù)為工業(yè)優(yōu)化升級打開潛力空間,通過改善企業(yè)自動化流程提高效率。
西門子(中國)有限公司高級副總裁王海濱告訴記者:“中國提出了兩化融合發(fā)展。實際上,SEWC的本質(zhì)與內(nèi)容就是兩化融合的一個體現(xiàn)。我們深切感受到這一發(fā)展愿望越來越迫切,也在推進(jìn)西門子的探索。SEWC可以說提供了一個具體的例子,希望能夠給更多工業(yè)企業(yè)帶來借鑒意義。”
西門子全球工業(yè)相關(guān)市場規(guī)模經(jīng)營2012年為1460億歐元,預(yù)計該市場到2018年將達(dá)到1800億歐元。其中,中國這部分市場2012年為280億歐元,預(yù)計到2018年為380億歐元,長期來看,中國市場采用高端技術(shù)提高產(chǎn)品質(zhì)量為發(fā)展趨勢。
“西門子選擇將最先進(jìn)的數(shù)字制造技術(shù)帶到中國,顯示了我們在華發(fā)展的堅定信心。”西門子?xùn)|北亞區(qū)工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域總裁吳和樂博士如是說。顯然,SEWC已經(jīng)成為西門子在中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型中,希望扮演更為重要的角色一個平臺,在助力中國制造企業(yè)轉(zhuǎn)型的同時,西門子的數(shù)字化布局開始推進(jìn)。