智能工廠的智能制造
位于德國(guó)巴伐利亞州東部、透著上世紀(jì)八九十年代工業(yè)風(fēng)格的紅磚廠房?jī)?nèi)正進(jìn)行著一場(chǎng)向著工業(yè)4.0方向的自我進(jìn)化。這是德國(guó)工業(yè)巨頭西門(mén)子旗下的安貝格工廠，是歐洲乃至全球最先進(jìn)的數(shù)字化工廠。
安貝格工廠創(chuàng)建于1989年，如今該工廠每年可生產(chǎn)約1500萬(wàn)件Simatic產(chǎn)品，按每年生產(chǎn)230天計(jì)算，即平均每秒就能生產(chǎn)出一臺(tái)控制設(shè)備。這里的產(chǎn)品合格率高達(dá)99.9988%，“世界上還沒(méi)有哪家同類(lèi)工廠具備如此之低的缺陷率?！卑藏惛窆S負(fù)責(zé)人Karl-HeinzBüttner稱(chēng)。
記者在現(xiàn)場(chǎng)看到，安貝格工廠自身生產(chǎn)過(guò)程也利用Simatic設(shè)備進(jìn)行控制，生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了高度的自動(dòng)化。西門(mén)子安貝格工廠生產(chǎn)工程師ChristophRaum告訴記者，這里的生產(chǎn)設(shè)備和計(jì)算機(jī)可以自主處理75%的流程工作，由人力完成的部分，只有生產(chǎn)過(guò)程的開(kāi)頭部分，即員工將初始組件（裸電路板）放置到生產(chǎn)線上的環(huán)節(jié)，此后所有的工作均由機(jī)器自動(dòng)控制完成。
依靠Simatic設(shè)備的高度自動(dòng)化，在24小時(shí)內(nèi)西門(mén)子安貝格工廠就可將面向全球約6萬(wàn)名用戶(hù)的產(chǎn)品做好交付準(zhǔn)備。
工業(yè)4.0意味著網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入工廠大生產(chǎn)，是一個(gè)嶄新的工業(yè)制造邏輯和方式。過(guò)去是以中心控制指揮系統(tǒng)，每一分鐘對(duì)機(jī)器發(fā)出指令，而現(xiàn)在則由商品所附帶的信息告訴機(jī)器需要什么樣的生產(chǎn)過(guò)程，以制造出符合客戶(hù)要求的產(chǎn)品。
“在生產(chǎn)之前，這些產(chǎn)品的使用目的就已預(yù)先確定，包括部件生產(chǎn)所需的全部信息，都已經(jīng)‘存在’于虛擬現(xiàn)實(shí)中，這些部件有自己的‘名稱(chēng)’和‘地址’，具備各自的身份信息，它們‘知道’什么時(shí)候、哪條生產(chǎn)線或哪個(gè)工藝過(guò)程需要它們，通過(guò)這種方式，這些部件得以協(xié)商確定各自在數(shù)字化工廠中的運(yùn)行路徑?！盋hristophRaum為記者講解道，在未來(lái)的工廠里，設(shè)備和工件之間甚至可以直接交流，從而自主決定后續(xù)的生產(chǎn)步驟，組成一個(gè)分布式、高效和靈活的系統(tǒng)。
目前，安貝格工廠的姊妹工廠——西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品成都生產(chǎn)研發(fā)基地(下稱(chēng)“西門(mén)子成都工廠”)已在中國(guó)四川成都誕生。西門(mén)子成都工廠承擔(dān)著西門(mén)子全球工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品研發(fā)的角色，全廠內(nèi)實(shí)現(xiàn)了從管理、產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)到物流配送全過(guò)程的數(shù)字化,并且通過(guò)信息技術(shù),與德國(guó)生產(chǎn)基地和美國(guó)的研發(fā)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)互聯(lián)。
西門(mén)子成都工廠總經(jīng)理AndreasBukenberger表示：“目前成都工廠產(chǎn)品的一次通過(guò)率(FPY)可達(dá)到99%以上，應(yīng)用了西門(mén)子數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)解決方案的成都工廠與西門(mén)子在中國(guó)的其他工廠比較，產(chǎn)品的交貨時(shí)間縮短了50%?！倍藏惛窆S目前可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)零部件100萬(wàn)件，即平均1秒生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品，未來(lái)的成都工廠將有望沖擊這一紀(jì)錄。
中國(guó)與工業(yè)4.0
中德在國(guó)家層面上的工業(yè)4.0合作始于2014年，當(dāng)年10月，總理李克強(qiáng)在柏林與德國(guó)總理默克爾共同發(fā)表了《中德合作行動(dòng)綱要》，宣布兩國(guó)將開(kāi)展工業(yè)4.0合作。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，中德工業(yè)4.0戰(zhàn)略合作框架，顯示出高層對(duì)制造業(yè)4.0升級(jí)改造的強(qiáng)力支持，工業(yè)4.0已上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度。2014年中國(guó)工程院和工信部聯(lián)手推進(jìn)《中國(guó)制造2025》，2015年5月國(guó)務(wù)院正式通過(guò)。
當(dāng)?shù)土膭趧?dòng)力成本不能再作為“中國(guó)制造”在全球市場(chǎng)上的優(yōu)勢(shì)標(biāo)簽,制造企業(yè)對(duì)于變革的需求更為迫切。中國(guó)從政府層面上正在全力推進(jìn)工業(yè)4.0，因?yàn)橹袊?guó)有7000萬(wàn)到8000萬(wàn)產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員，還有大量出口，它們都是通過(guò)基于未來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)融合的智能制造來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
為在激烈的全球競(jìng)爭(zhēng)中保持優(yōu)勢(shì)，制造企業(yè)要最大化利用資源，將生產(chǎn)變得更加高效。為適應(yīng)不斷變化的客戶(hù)需求，制造企業(yè)必須盡可能地縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)更加快速。為滿(mǎn)足市場(chǎng)多元化的需求,制造企業(yè)還要快速實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的靈活變動(dòng),將生產(chǎn)變得更加柔性。而高效、快速、柔性正是數(shù)字化企業(yè)為制造業(yè)帶來(lái)的最大變化。西門(mén)子成都工廠這樣的數(shù)字化企業(yè)的出現(xiàn)，為未來(lái)中國(guó)制造的變革方向提供了一個(gè)良好的參考。
數(shù)據(jù)顯示，通過(guò)數(shù)字化的工廠規(guī)劃，可以減少產(chǎn)品上市時(shí)間至少30%;通過(guò)提升產(chǎn)品質(zhì)量,可以降低制造成本13%。而在新產(chǎn)品上市比例、設(shè)備生產(chǎn)效率、產(chǎn)品交付能力及營(yíng)運(yùn)利潤(rùn)率等多個(gè)方面，數(shù)字化工廠的指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)制造企業(yè)。
然而，“中國(guó)制造2025”與“德國(guó)工業(yè)4.0”在現(xiàn)狀上也存在很大的差異，目前德國(guó)作為制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，企業(yè)已基本完成由2.0向3.0的過(guò)渡，正在向4.0升級(jí)，而中國(guó)還有大量企業(yè)，還處在2.0的階段，在基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝方面非常欠缺。但這種差異也讓雙方有了不小的互補(bǔ)空間。簡(jiǎn)言之，在技術(shù)方面，德國(guó)比較領(lǐng)先，而中國(guó)存在一定程度的短缺；在市場(chǎng)空間方面，歐洲比較有限，而中國(guó)則潛力巨大。統(tǒng)計(jì)顯示，德國(guó)45％的研發(fā)中心在中小企業(yè)，這些企業(yè)很大程度上引領(lǐng)了工業(yè)4.0，但缺乏拓展國(guó)際市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)和能力，往往只服務(wù)于寶馬等單一大集團(tuán)。如果引導(dǎo)德國(guó)企業(yè)和中國(guó)企業(yè)開(kāi)展跨境合作，很多項(xiàng)目在中國(guó)將都有百億級(jí)的市場(chǎng)規(guī)模。以西門(mén)子為例，2016年4月份，西門(mén)子與全球規(guī)模最大的亞麻紗制造商——金達(dá)控股有限公司共同建設(shè)的數(shù)字化工廠在浙江橫港正式投入使用。作為中國(guó)亞麻紗行業(yè)的首家數(shù)字化工廠，該廠的建成標(biāo)志著西門(mén)子數(shù)字化工廠解決方案再次成功應(yīng)用于中國(guó)本土企業(yè)，成為西門(mén)子助力中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的又一個(gè)里程碑。西門(mén)子MESSimaticIT將先進(jìn)的數(shù)字化工廠規(guī)劃、設(shè)計(jì)和管理理念引入工廠的研發(fā)、生產(chǎn)及物流等各個(gè)環(huán)節(jié)；西門(mén)子全集成自動(dòng)化（TIA）解決方案在該廠也得到了全面的應(yīng)用，幫助自動(dòng)化設(shè)備與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，縮短工時(shí)提高效率并降低設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
