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西門子數字化工廠助力中國制造業的轉型

  由青島市德國研究會、德國漢斯賽德爾基金會、中國(青島)橡膠工業博覽會組委會共同舉辦的中德智造高峰論壇在橡博會開幕當日10月15日舉行,本次高峰論壇以智造、創造為主題,通過發揮橡膠谷政、產、學、研、資五位一體綜合性產業服務平臺優勢,緊扣德國工業4.0智能工廠和智能生產的主題,探討未來中國智造的發展方式與路徑;青島市德國研究會、西門子、戴姆勒、海爾等400余家企事業單位出席本次高峰論壇。西門子(中國)有限公司執行副總裁王海濱受邀參加活動并做了工業4.0與德國國家高科技戰略的主題演講,以下由記者現場整理的王海濱副總裁演講內容:

  工業4.0的愿景正在凝聚著越來越多的共識,但是大家對于工業4.0的認識還有很多不同的側面,可能也不是100%的大家的認識都一致,所以我想這次我來交流,我的思路是我來不是像以前談到的總是談大概念開始,我來從低談到高。

  從低談到高,第一先給大家一個印象,我來自的西門子公司的業務分為制造業、工業自動化業務,這張照片可以給大家一個初步的印象,我們從事著哪些產品、系統及解決方案,以及我們面向的制造業、離散制造業、過程制造業以及機械設備制造業,這就是我們的行當,大概有這么一個印象。

  第二個印象,我想帶給大家的是西門子是一個非常講究創新的公司,我們全球營收的5.5%投資在研究開發,來促進公司的持續的創新,所以今天大家看到的非常豐富的產品家族幾乎可以囊括了工業自動化方面的所有所需要的硬件及軟件產品的獲得不是一夜之間,是經過了半個多世紀以來的不斷的創新,舉個例子來講,我們的PLC產品第一臺西門子繼電器為基礎的PLC出現在1958年,是半個多世紀以前了,在這半個多世紀以來,我們不斷的一代一代的產品不斷的創新和發展。

  在軟件方面,我們也逐漸的發展出來了自己的系統化的思維,比如說全集成自動化的概念DLA,2005年我們購并了美國非常著名的做產品生命周期管理的軟件公司UGS,成為西門子事業部,我們在工業自動化方面的業務,這是給大家一個印象。

  接下來我想說,所有這些思路、創新大概沒有一個公司會說我為了創新而創新,創新需要有一個原動力,這個原動力就應該是我們的客戶的需求或者是市場的需求是創新的原動力,什么是原動力呢?這是西門子我們對于這個問題的思索,我們的客戶每一個人都在追求所提高它的企業的競爭力,但是這個競爭力的背后的核心要素大概有這么三個,一個是提升效率,無論是能源效率還是資源效率、人力成本等等,這是一個。第二,是提高靈活性及產品的質量,大家知道一個企業產品要面向廣大的消費者,每一個消費者可能都有自己的個性化需求,所以一個企業需要非常靈活去面對這種個性化的需求,但是這種靈活性往往是效率的對立面,常常我們說你要講究效率,大概你需要需求標準化來提升效率,但是標準化提高了以后,也許靈活性不會有所改觀,但是靈活性是人人都需要的。

  第三是創新周期,具體體現為一個企業的產品從第一個idea的產生到產品能夠商業上市的時間,我們去看哪些企業推出一個新產品,有的企業可能需要兩年,有的企業一年半,有的企業幾個月,背后是什么因素導致的?是因為創新的周期,所以這是構成企業從我們技術的角度來看,提高競爭力的三大核心要素,所以我們專業對于西門子而言,作為電氣、自動化、軟件公司來講,我們的貢獻就集中在三個關鍵詞上,我們要繼續致力于我們的老本行電氣化、工業2.0時代的電氣化這是西門子誕生的源泉,繼續專注于它。第二,自動化,我們積極參與了工業3.0的自動化,下一個趨勢就是數字化,我們要把自己的研發活動、未來業務的構架的想法要更多的專注在數字化上,來做到繼續引領我們的行業發展的潮流,這是背后的三點。

  最后來講,我的報告是從底到上,我們從一個企業來看,生產車間有管理,然后各個車間之間進行廠部,然后到公司的總部,在自動化領域來講,我們大致可以分成這么幾個層面,在現場層、控制層、生產線或者車間的操作員層、企業層,像SAP、ERP等做產品研發方面的工作,這是一個現代企業它的技術架構。但是往往如果你只有從自動化技術、信息技術來的方式還不足以真正在這個企業里面做的很好,另外一個軸向的知識是行業上的專業能耗,西門子總是覺得我是一個電氣公司及自動化公司、信息公司,但是我不是做汽車的,我不是做化工的,我不是做制藥的,在化工、制藥、汽車、機械制造等等上面我們的客戶具有專業能力,這些需要和我們的專業結合起來,才能夠不斷的打造一個企業的競爭力。

  在我們的專業領域,我們提煉了所謂的系統化思維,一個單獨的產品的研發不能大概孤立的去談產品的研發,產品的研發要形成產品家族,這個產品家族需要形成一個平臺,這是一個像西門子大企業所需要思考的,目前我們形成什么樣的平臺式的思維,有幾個關健詞,一個是全集成自動化PLA,第二個是全繼承驅動系統、第三個是致力于使我們的客戶的研發活動更加自動化的工業軟件系統,然后就是致力于提升我們客戶的服務活動的一些技術研發,這是我們的四個平臺。

  關于TIA、IDS、工業軟件和服務。

  TIA,我們為什么要推出全集成自動化?你到一個企業里面去看,由于工業自動化、工業控制器還不是像商業電腦一樣標準,硬件軟件標準都統一了,在工業控制領域實際上還存在著很多不同的廠家,這些不同的廠家每一個廠家都有不同的標準硬件軟件等等,給最終用戶實際上造成了很多的苦惱,所以西門子提出的全集成自動化,要給客戶提供統一的平臺、一致的數據庫、統一的數據通訊的協議,并且是一個開放的協議,另外最近興起的工業信息安全是否能夠在TIA系統里面不用額外的投資也可以解決,現在大家越來越關注的功能安全,這些方方面面我們是不是能夠提供給客戶一攬子的系統?這個系統我們稱之為TIA,這是TIA的出發點。

  第二,是IDS,全集成的驅動系統。大家可以看到大量的機械設備,機械設備都在那里動,動是由什么驅動的?是電機,電機背后有驅動裝置,然后有機械傳動,現在能源很多的損耗是由于傳動鏈不是那么的集成,西門子在鏈上我們有電機、驅動設備、齒輪箱等等,我們來打造一個全集成驅動系統,使得給客戶的利益就是這個系統的可用性高達99%以上,故障率小于1%或者是零點幾。構建一個系統的工程時間降低30%,第三我們維護系統的運煤的支出降低15%,這是IDS的主要。

  最后就是工程軟件,大家看到企業里面的車間里面會看到非常自動化的生產線等等,但是大家想到再一個企業里面還有研發部門,研發部門大概不會看到太多的機械設備,那是研發工程師們的大腦在工作,但是這一個工作流也需要自動化,它需要自動化的IT手段,比如CAD等,研發領域里面有不同專業的工程師,他們在工作,然后一個人的工作成果要影響著下一個人,使大家提高工作效率。另外一個,計算機仿真,在研發活動中,以往的活動是做一個樣機,開一個模具把樣機做出來,有問題回頭再改,大家可以想象一下時間,現在很多情況下都在虛擬環境下,在計算機模擬仿真的環境下實現的,我設計一個汽車,把汽車設計成這個樣子,這個汽車當它在高速運行180公里/小時,車內的噪將是情況?以前可能到實驗室做實驗,現在通過計算機仿真軟件能夠看到噪聲的情況或者是振動的情況等等,這樣大大的縮短了我們研發開發的周期,這是西門子所做的。

  這就是我們說的西門子現在已經有的東西,我剛才說的都是現在提供給客戶的,大家可以訂購的東西,接下來我們也在問自己,下一步呢?下一步是什么?這是西門子的認識,下一步我們意識到,你去看工業企業里面,它的車間生產的流程已經高度自動化了,再在某個程度上提高它的自動化水平,大概這個余地也就比較小了,然后你去看看研發部門,現在由于計算機輔助工具的出現,仿真軟件的出現效率也是非常高了,五但是現在的企業的問題是,研發部門的活動,研發之后產生的產品,產品背后大量的數據,這些數據沒有自動化的生產制造過程的利用,然后制造過程和采購部門的物流采購的系統也仍然沒有連接,然后我們的銷售部門從客戶那兒接到訂單,然后這個訂單自動的能夠轉成我們的生產計劃安排,然后這個生產計劃安排又自動的導出,我現在給供應商下多少采購訂單,這個過程沒有自動化,所以從我們的專業、微觀來講不像史教授講的宏觀國家戰略、制度安排,從我們微觀的角度來講,下一個自動化就是我們如何把一個企業的研發部門、采購部門、服務部門、銷售部門目前的各種工具、孤島,數據和數據之間還是人工的互換,怎么讓它自動化?這是下一個層面的自動化。

  所以從這個角度來講,我們說工業4.0有這么幾個特點,史教授也提到了信息物理融合系統,還有虛擬與現實的融合,剛才我們說虛擬在產品開發設計、計算機仿真等等,和實際制造之間的聯系,這是現在沒有那么好的在發生將來需要發生,但是怎么發生,我估計產業界、知識界、研究界可能還在探討,可能目標是明確的,是需要發生,還有就是制造運行管理系統,這個相對于我們的制造執行系統MES,這個下一個階段就叫做MOM,這三點在我們的認知里面構成了工業4.0。

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