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資訊頻道 在制造業大亨西門子看來，數字化工廠將是制造業的未來。
近日，當《中國科學報》記者走進西門子工業自動化產品成都生產研發基地(以下簡稱西門子成都工廠)時也不禁感嘆：這里確實像是一座“未來工廠”——寬敞的廠房里只有二三十名工人在工作，大多數工序都是自動完成的。
要知道，該廠籌建時，當地政府的最大愿望是增加就業。而采用了數字化制造技術的工廠雖然員工數量遠低于預期，卻帶來了更大的驚喜：它是西門子在德國以外的首家數字化工廠，也許在不久的將來，還將成為中國首家符合“工業4.0”要求的工廠。
工業4.0是今年的一大熱詞。其實，不管是全美制造業創新網絡、德國工業4.0，還是正在醞釀的《中國制造2025》規劃，都說明了一個問題：下一輪工業升級已經提上日程。
“透明工廠”
來到“天府之國”，連西門子的生產線造型都別致起來——外形頗似“回轉壽司”。而當記者近距離觀察之后，才發現其真正的魅力——員工在需要物料時，不必去倉庫選取，只要輕觸面前的電腦顯示屏，所需物料就會自動準確地送來，其“點餐送餐”的客戶體驗甚至強于真正的回轉壽司。
當然，數字化帶來的革命性改變遠不止如此。西門子成都工廠實現了從產品設計到制造、物流配送全過程的高度數字化。
所謂“數字化”，其實不難理解。這里的每件產品都有自己的數據信息，貫穿研發、生產、物流的各個環節，實時保存在數據平臺中。而這座工廠的運行，正是基于這些數據和貫穿產業鏈各環節的五大系統，實現了無縫的信息互聯，打造出了所謂的“透明工廠”。
“數字化的第一步就是讓工廠透明起來，沒有透明就沒有數字化。”西門子工業自動化產品成都生產研發基地卓越運營部經理戴霽明告訴《中國科學報》記者，數字化制造不僅是生產數字化，更是整個產業鏈的數字化。
實際上，如何實現研發和生產的無縫銜接是所有企業的共同課題。數字化工廠用技術手段打通了從研發到生產、物流的全部鏈條，所有的圖紙、產品流、數據庫、物料流等都可以用數字手段模擬實現，通過數據共享避免了信息傳輸壁壘，實現生產和研發的互動。
此外，西門子成都工廠還實現了柔性生產和混線生產，一條生產線可以同時生產4種型號的產品，小批量也能生產，真正實現定制化。過去，生產線對產品一致性要求很高，大部分生產線每年只生產一種產品，而現在的市場趨勢是訂單多元化、零散化。“這種生產環節的自我優化帶有一定工業4.0特色。”戴霽明評價稱。
實際上，傳統工廠如果要實現混線生產，極易出現差錯，而西門子全集成自動化解決方案在很大程度上替代了人類的大腦、視覺和手臂，大量工作由后臺數據庫和計算機完成。據悉，成都工廠產品的一次通過率可達到99%以上;產品交貨時間比西門子其他中國工廠縮短了50%。
高效、柔性、快速，這就是數字化為制造業帶來的變化。
工業4.0之路
西門子成都工廠在德國的姊妹工廠——安貝格電子制造工廠(EWA)今年9月剛剛迎來成立25周年紀念。
多年以來，科學家一直在探討未來制造業將發生哪些變化，盡管他們得出的遠景不盡相同，但都基于一個共識：端對端的數字化。EWA正是這樣一所工廠。
在EWA，生產設備和計算機可以自主處理75%的價值鏈，只有剩余1/4的工作需要人工完成。自建成以來，EWA的生產面積沒有擴張，員工數量也幾乎未變，產能卻提升了8倍，平均1秒即可生產一個產品。同時，產品質量合格率高達99.9988%，全球沒有任何一家同類工廠可以匹敵。
西門子股份公司首席技術官魯思沃認為：“我們目前采用的生產方式在不久的將來一定會成為眾多制造廠所遵循的標準。”西門子股份公司總裁兼首席執行官凱颯則指出，EWA指明了未來工業4.0時代制造業的發展方向。
EWA建于1989年，起初只是一家普通的工廠，但后來不斷采用自動化和數字化技術，結合西門子全球300多家工廠總結的生產經驗，并創造出工具來持續改善，直到最近幾年，才正式定義為“數字化工廠”。
這也解釋了為什么數字化工廠會誕生在西門子。
“西門子立足制造，不喜歡外包，通過數字化方式來避免人的差錯已經成為一種企業文化和追求。”戴霽明說。
實際上，為了實現數字化制造，西門子布局已久。傳統印象中，西門子是一家硬件公司。但現在，西門子在全球擁有軟件開發人員1.75萬名，其數量甚至可以媲美世界頂尖的軟件公司。目前，全球最大的20家航空企業中，19家使用了西門子的控制軟件;25家最大的整車企業中，超過20家使用了其管理系統。
要說轉型，西門子早已邁上了通向工業4.0的大道。不過目前西門子高層普遍認同：要真正實現工業4.0，至少還需要10年的時間。
助力中國制造業升級
金融危機之后，傳統制造業正在世界范圍內“王者歸來”，我國也試圖抓住新一輪工業革命的機遇，從工業大國轉變為工業強國。
但是，一個現實的挑戰是：低廉的勞動力成本已經不再是“中國制造”在全球市場上的優勢，制造企業對于變革的需求尤為迫切。
眾多在華跨國公司也都經歷過降低成本來貼近中國用戶需求的歷程。西門子(中國)有限公司高級副總裁兼中國研究院院長朱驍洵告訴《中國科學報》記者：“這條路最終的方向是以中低端產品為主要的創新目標，但也容易走入一個陷阱——如果創新永遠被成本所束縛，其方向必然有限。”
在朱驍洵看來，數字化創新“相當有意思”，因為它可以打破成本對創新的限制。
例如，國內某制造企業近日開始向國外出口產品，隨著出口量增大，售后服務成為大難題，人力成本的增長已經遠遠超出盈利的邊界。通過同西門子的合作，該企業對生產線進行數字化改造，今后，所有的生產數據將實時傳輸到云平臺，不再需要售后服務人員守在生產線上，大大節省了人力成本。
戴霽明指出，應對“制造2025”有三大難點：穩定質量、按時交貨和控制成本。為了增強企業競爭優勢，必須盡可能地縮短產品上市時間。而通過數字化的工廠規劃，可以減少產品上市時間至少30%;通過優化規劃質量，可以降低制造成本13%;在新產品上市比例、營運利潤率等多個方面，數字化工廠的指標均遠遠高于傳統制造企業。
“數字化不止是西門子的發展方向，也是整個社會的大趨勢。對西門子來說，在中國的數字化創新好戲剛剛開始。”朱驍洵說。
數字化制造帶來的不只是炫目的科技，還有實實在在的收益和支撐企業長遠發展的競爭力，并支持未來中國制造可持續發展。西門子成都工廠只是一個縮影，中國制造業的數字化藍圖正慢慢展開。
摘自 中國科學報
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