世界範圍內製造業再次崛起。無論是德國政府近年來提出的“工業4.0”戰略，還是中國政府的“十二五”規劃，都強調了“工業化”和“信息化”融合的重要性，數字化是製造業未來發展的必然方向。而整個生產流程的數字化無疑是實現兩化融合的必經之路。

　　基於信息物理融合係統的工業4.0概念誕生之初
，西門子再度嗅到了新一輪工業革命的氣息。瞄準物聯網、雲計算、大數據、工業以太網等技術，西門子集成了目前全球最先進的生產管理係統，以及生產過程軟件和硬件

，如西門子製造執行係統(MES)軟件Simatic IT、西門子產品生命周期管理(PLM)軟件、工業工程設計軟件(Comos)、全集成自動化(TIA)、全集成驅動係統(IDS)，等等。

　　對於正在進行製造業轉型升級的中國而言，西門子的數字化企業無疑提供了很好的參考樣本。分享它們“厚積薄發”帶來的收益時
，中國企業，或許能從西門子通往工業4.0的路線圖中解讀出更多信息。

　　勢

　　行業趨勢

　　“數字化”概念和技術引領製造業變革

　　數字製造意味著生產單元和流程都擁有自己在虛擬生產世界裏的“數字拷貝”，製造企業將能夠大幅提高生產力。

　　日前
，第十六屆中國國際工業博覽會在上海舉行，共有2000家(jia)展(zhan)商(shang)參(can)展(zhan)

，攜(xie)帶(dai)其(qi)最(zui)新(xin)研(yan)發(fa)的(de)設(she)備(bei)與(yu)觀(guan)眾(zhong)見(jian)麵(mian)。麵(mian)對(dui)經(jing)濟(ji)和(he)技(ji)術(shu)的(de)變(bian)化(hua)為(wei)全(quan)球(qiu)製(zhi)造(zao)業(ye)帶(dai)來(lai)巨(ju)大(da)的(de)轉(zhuan)型(xing)挑(tiao)戰(zhan)，整(zheng)個(ge)工(gong)業(ye)領(ling)域(yu)也(ye)正(zheng)在(zai)經(jing)曆(li)一(yi)場(chang)製(zhi)造(zao)業(ye)的(de)大(da)變(bian)革(ge)，“數字化”概念和技術成為最熱的名詞。

　　這一變革，在展館演繹得淋漓盡致。

　　記者在西門子展台看到：他們打造“數字製造”產品版圖，圍繞“數字化企業平台”、“全集成自動化(TIA)”
、“全集成驅動係統(IDS)”、“過程自動化”
、“能源效率”和“服務”幾大主題，涵蓋工業軟件、數字化硬件

，以及數據驅動的服務幾大類別的產品及解決方案。

　　而與西門子展台一步之遙的ABB公司展台
，則展示了包括雙臂機器人、小型機器人IRB1200、中壓傳動產品ACS580MV

、“i-家”無線智能家居係統等在內的智能產品。

　　在解釋數字製造為製造企業帶來的優勢時，西門子(中國)有限公司執行副總裁
、數字化工廠集團總經理王海濱表示：“數字製造意味著生產單元和流程都擁有自己在虛擬生產世界裏的‘數字拷貝’。因此，企業可以對生產進行模擬和計算，令虛擬的生產世界與現實的生產世界相融合。製造企業將能夠大幅提高生產力、縮短產品上市時間，並提升生產柔性。”

　　事實上
，近年來
，發達國家不斷調整經濟發展戰略，重振製造業。

　　美國正在向他們的工業生產效率和質量進行大幅度的投資
，來確保社會和經濟的繁榮
，他們把這樣的做法稱為“美國製造業的複興”。

　　在歐洲
，來自德國產業界、政府和學術界的產官學專家於2013年4月首次發布了《實施“工業4.0”戰略建議書》。德國“工業4.0”戰略是德國政府確定的麵向2020年的國家戰略

，體現了以其創新製造技術方麵的優勢開拓新型工業化的目標，是為進一步抵禦歐洲主權債務危機對該國的衝擊、增強國際競爭力以及有效麵對消費者偏好個性化和多元化的市場需求而提出的工業升級計劃，是對“工業1.0”(機械製造設備的引入)、“工業2.0”(電氣化的應用)和“工業3.0”(信息化的發展)的延伸。

　　“工業4.0”戰略通過深度應用信息通信技術(ICT)hewangluowulixitongdengshouduan，yizhinenggongchanghezhinengshengchanweizhongdianjinxinggongyejishulingyuxinyidaiguanjianjishudeyanfahechuangxin，shishengchanchengbendafuxiajiangheshengchanxiaolvdafutigao
，cujinchanpingongnengduoyangxing、個性化和產品性能大幅提升。

　　對此，工業和信息化部前部長李毅中表示，“工業4.0”戰略是第三次工業革命的具體化
，它的內容是用物聯網服務互聯網，把製造業的物理生命單元聯係起來，然後與傳感器
、終端係統
、智能控製係統、通訊設施結合起來，這就使製造業的物理生理單元、機器
、機床具有計算
、設計
、通訊精準控製

、遠程協調和自製自動等功能，從而將製造者、機器、物料、環境以及用戶緊密地聯係起來，實時聯通相互連接。

　　術

　　變革之術

　　工業4.0真正到來可能需要20年

　　製造業的發展趨勢在於，更加注重產品全生命周期的管理。過去推出一款新車，可能需要七八年時間，現在兩三年就夠了。

　　西門子在今年5月發布“2020公司願景”

，提出了公司未來將專注於電氣化、自動化和數字化。

　　在工業4.0時代，虛擬世界將與現實世界高度融合。通過計算、自主控製和聯網
，人、機(ji)器(qi)和(he)信(xin)息(xi)互(hu)相(xiang)聯(lian)接(jie)，融(rong)為(wei)一(yi)體(ti)。現(xian)有(you)的(de)技(ji)術(shu)和(he)創(chuang)新(xin)將(jiang)被(bei)全(quan)部(bu)整(zheng)合(he)到(dao)一(yi)個(ge)數(shu)字(zi)化(hua)企(qi)業(ye)平(ping)台(tai)中(zhong)。生(sheng)產(chan)還(hai)未(wei)開(kai)始(shi)，產(chan)品(pin)開(kai)發(fa)流(liu)程(cheng)和(he)生(sheng)產(chan)流(liu)程(cheng)中(zhong)的(de)所(suo)有(you)環(huan)節(jie)便(bian)可(ke)以(yi)並(bing)行(xing)模(mo)擬(ni)進(jin)行(xing)。這(zhe)一(yi)雛(chu)形(xing)夢(meng)想(xiang)，目(mu)前(qian)在(zai)西(xi)門(men)子(zi)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)產(chan)品(pin)成(cheng)都(dou)生(sheng)產(chan)研(yan)發(fa)基(ji)地(di)(SEWC)有最新探索。

　　在西門子成都工廠研發生產一件新產品，它都會擁有自己的數據信息。這些數據信息在研發、生產

、物流的各個環節中被不斷豐富，實時保存在一個數據平台中。而這座工廠的運行
，都是基於這些數據基礎，ERP、PLM(產品全生命周期管理係統)、MES(製造執行係統)、控製係統及供應鏈管理，全部實現了無縫的信息互聯，從而造就出了一幅透明工廠的畫麵。

　　比如
，在縮短產品上市時間方麵，SEWC通(tong)過(guo)數(shu)字(zi)化(hua)的(de)方(fang)式(shi)
，對(dui)設(she)計(ji)出(chu)來(lai)的(de)產(chan)品(pin)進(jin)行(xing)模(mo)擬(ni)和(he)仿(fang)真(zhen)
，這(zhe)樣(yang)就(jiu)省(sheng)去(qu)了(le)做(zuo)樣(yang)機(ji)的(de)時(shi)間(jian)。而(er)當(dang)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)對(dui)設(she)計(ji)內(nei)容(rong)進(jin)行(xing)修(xiu)改(gai)時(shi)，也(ye)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)共(gong)同(tong)的(de)數(shu)據(ju)庫(ku)
，把(ba)修(xiu)改(gai)的(de)內(nei)容(rong)直(zhi)接(jie)傳(chuan)送(song)到(dao)生(sheng)產(chan)線(xian)，從(cong)而(er)節(jie)省(sheng)了(le)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)修(xiu)改(gai)時(shi)間(jian)，使(shi)得(de)產(chan)品(pin)能(neng)夠(gou)盡(jin)快(kuai)上(shang)市(shi)。

　　同時，SEWC還hai通tong過guo高gao度du的de數shu字zi化hua和he自zi動dong化hua來lai提ti高gao生sheng產chan效xiao率lv。在zai傳chuan統tong的de工gong廠chang裏li麵mian

，每mei天tian要yao由you負fu責ze生sheng產chan計ji劃hua的de人ren下xia發fa生sheng產chan工gong單dan，再zai由you班ban組zu長chang將jiang生sheng產chan任ren務wu分fen配pei到dao每mei個ge工gong人ren頭tou上shang。而erSEWC則省略了這些步驟，直接將生產工單在觸摸屏上顯示。

　　而在質量檢測環節，係統會通過數據庫對之前的工序進行核對，從而獲得產品的質量情況。

　　我們可以描繪下SEWC通過“數字和物理世界的無縫銜接”的場景：如果你是一家汽車生產商的負責人，你認為最理想的生產狀況是怎樣的?例如，你收到了生產200輛卡車和200輛轎車的訂單
，你是先生產200輛卡車
，還是將大卡車與小轎車混合交替生產?

　　如果先生產200輛卡車
，則會產生大量的待售品，占用更多的現金流。理想的生產狀況是進行靈活的小批量
、多批次生產，使生產得以均勻、連續
，這樣產生的庫存待售品才最優
，而且生產過程的原材料消耗會更少，現金流也更為順暢。

　　對此
，王海濱表示，“zhizaoyedefazhanqushizaiyu
，gengjiazhuzhongchanpinquanshengmingzhouqideguanli。guoqutuichuyikuanxinche，kenengxuyaoqibanianshijian，xianzailiangsannianjiugoule。zhejiushiweilaidequshi
，hexinzaiyu，zenmejiakuaichanpinsheji
、生產、上市
、服務時間，如何縮短整個過程耗費的時間。”

　　當然
，這場變革將是一個漸進的過程，工業4.0的真正到來可能需要20年左右的時間。他將這一“漸進的過程”稱作“工業3.X”。

　　“工業3.X”範本應用在中國許多領域

　　比如生產一支筆，利用產品生命周期管理(PLM)軟件，從研發到製造基於同一個數據平台
，費時費力費錢的工藝都可以省下來。

　　目前，西門子已經將“工業3.X”的範本應用在中國的許多領域。

　　以華潤水泥(封開)公司的節能增效解決方案為例：水泥原料中約80%的成分是石灰石，分布於石灰岩礦豐富的山區。華潤水泥(封開)有限公司的石灰石礦場位於距離生產基地63公裏的山區，若使用汽車運輸原料，其成本約為11.3萬元/天，這將帶來巨大的運輸及能耗成本。經過周密規劃，華潤封開水泥在石灰石礦場和生產基地之間建設了一條運輸皮帶廊。

　　皮帶廊全程規劃為52公裏(一期40公裏已建成運行)

，相當於北京三環路的全長
，通過衛星也清晰可見，年運輸能力達到1000萬噸，堪稱水泥行業世界之最。

　　要讓40公裏的皮帶廊帶著5000多噸的物料運轉起來，需控製不同節點的電機同步運行。為了保障穩定運輸，皮帶廊被分為3大段
，均采用Simatic PCS7控製係統
，皮帶上不同節點裝有張力傳感器，控製係統根據張力反饋，通過變頻器調節各部分電機的轉速，可以讓皮帶在15分鍾內快速啟動。

　　石灰石從礦場運輸到廠區隻需短短兩個小時。在西門子技術的協助下

，皮帶廊低成本高效運轉，與汽車運輸相比
，每年節約費用1.79億元
，節約燃油1.4萬噸
，減排二氧化碳4.2萬噸，成為華潤封開水泥的驕傲。

　　亞洲最大的紙漿和紙張製造商之一的亞洲紙漿紙業集團(APP)，在浙江省寧波市的造紙廠是另一個範本—借(jie)助(zhu)全(quan)集(ji)成(cheng)驅(qu)動(dong)係(xi)統(tong)，能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)和(he)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)排(pai)放(fang)量(liang)大(da)減(jian)。由(you)此(ci)
，該(gai)造(zao)紙(zhi)廠(chang)每(mei)條(tiao)生(sheng)產(chan)線(xian)年(nian)均(jun)節(jie)省(sheng)數(shu)千(qian)萬(wan)元(yuan)的(de)開(kai)支(zhi)
，年(nian)均(jun)停(ting)機(ji)時(shi)間(jian)被(bei)保(bao)持(chi)在(zai)最(zui)低(di)的(de)12.5小時。

　　此外
，汽車生產設備製造商柯馬(上海)工(gong)程(cheng)有(you)限(xian)公(gong)司(si)采(cai)用(yong)西(xi)門(men)子(zi)的(de)產(chan)品(pin)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)軟(ruan)件(jian)，借(jie)助(zhu)虛(xu)擬(ni)仿(fang)真(zhen)技(ji)術(shu)發(fa)現(xian)設(she)計(ji)中(zhong)存(cun)在(zai)的(de)缺(que)陷(xian)及(ji)問(wen)題(ti)，在(zai)投(tou)產(chan)前(qian)就(jiu)加(jia)以(yi)校(xiao)正(zheng)，使(shi)得(de)設(she)計(ji)與(yu)規(gui)劃(hua)實(shi)現(xian)“所見即所得”(生產線模擬的精準度為98%)，把產品上市時間縮短了20%—30%。

　　西門子(中國)有限公司工業業務領域驅動技術集團總經理林斌這樣描述這種變化：“birushengchanyizhibi

，chuantongzuofashixianchuyizhangtuzhi，ranhoutiaozhengjichuangcanshuqukaimozuochuyangpin，tuzhifanhuiyanfabumenjingguobiduixiugai，cainengjinrushengchanxian。danliyongchanpinshengmingzhouqiguanli(PLM)軟件

，從研發到製造基於同一個數據平台，在設計時就可以將這支筆的特點、長度、zhijingdengcanshu
，zhijieyuxiayoujiagongjiqideshujutongbu，tongguofangzhenjiukeyijiangshejidingxing

，zhijieshangxianshengchan，wanquanbuxuyaozhizhituzhi。chuantongzhizaojiezougaibianle，feishifeilifeiqiandegongyidoukeyishengxialai。”

　　道

　　問道前路

　　國家發改委宏觀經濟研究院研究員王海峰

　　要有更加靈活的製造和生產

　　隨著工業4.0理(li)念(nian)的(de)不(bu)斷(duan)深(shen)入(ru)
，一(yi)場(chang)新(xin)的(de)工(gong)業(ye)革(ge)命(ming)即(ji)將(jiang)席(xi)卷(juan)全(quan)球(qiu)，如(ru)何(he)幫(bang)助(zhu)企(qi)業(ye)實(shi)現(xian)更(geng)高(gao)的(de)效(xiao)率(lv)和(he)生(sheng)產(chan)力(li)，更(geng)短(duan)的(de)產(chan)品(pin)上(shang)市(shi)時(shi)間(jian)，以(yi)及(ji)更(geng)大(da)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)。

　　國guo家jia發fa改gai委wei宏hong觀guan經jing濟ji研yan究jiu院yuan研yan究jiu員yuan王wang海hai峰feng博bo士shi表biao示shi，中zhong國guo的de工gong業ye界jie在zai過guo去qu幾ji十shi年nian當dang中zhong取qu得de的de巨ju大da進jin展zhan，在zai中zhong國guo取qu得de的de這zhe些xie進jin步bu是shi非fei常chang鼓gu舞wu人ren心xin的de，也ye是shi令ling全quan球qiu矚zhu目mu的de。現xian在zai中zhong國guo工gong業ye已yi經jing發fa展zhan到dao了le一yi個ge新xin階jie段duan，中zhong國guo製zhi造zao的de產chan品pin越yue來lai越yue先xian進jin
，像xiang高gao鐵tie
、計算機、先進機械、汽車、飛機和宇宙飛船

，對於中國的製造業和工業來說一切皆有可能，都有能力去製造。

　　在(zai)王(wang)海(hai)峰(feng)看(kan)來(lai)
，一(yi)個(ge)不(bu)可(ke)忽(hu)略(lve)的(de)是(shi)，過(guo)去(qu)工(gong)業(ye)界(jie)的(de)結(jie)構(gou)是(shi)非(fei)常(chang)清(qing)晰(xi)的(de)

，各(ge)個(ge)公(gong)司(si)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)規(gui)模(mo)效(xiao)應(ying)來(lai)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)
，並(bing)且(qie)可(ke)以(yi)在(zai)每(mei)一(yi)個(ge)生(sheng)產(chan)流(liu)程(cheng)去(qu)推(tui)動(dong)生(sheng)產(chan)力(li)的(de)提(ti)高(gao)
，但(dan)是(shi)這(zhe)樣(yang)的(de)時(shi)代(dai)已(yi)經(jing)一(yi)去(qu)不(bu)複(fu)返(fan)了(le)。隨(sui)著(zhe)全(quan)球(qiu)化(hua)的(de)進(jin)一(yi)步(bu)加(jia)速(su)，資(zi)源(yuan)變(bian)得(de)更(geng)加(jia)稀(xi)缺(que)，而(er)國(guo)際(ji)價(jia)值(zhi)鏈(lian)在(zai)不(bu)斷(duan)地(di)被(bei)催(cui)生(sheng)。在(zai)這(zhe)樣(yang)全(quan)球(qiu)競(jing)爭(zheng)的(de)環(huan)境(jing)下(xia)，我(wo)們(men)必(bi)須(xu)要(yao)有(you)更(geng)加(jia)靈(ling)活(huo)的(de)製(zhi)造(zao)和(he)生(sheng)產(chan)。

　　西門子股份公司管理委員會成員、工gong業ye領ling域yu首shou席xi執zhi行xing官guan魯lu思si沃wo教jiao授shou持chi相xiang同tong觀guan點dian。他ta表biao示shi，今jin天tian我wo們men不bu光guang要yao強qiang調tiao員yuan工gong的de生sheng產chan效xiao率lv，同tong時shi整zheng個ge企qi業ye在zai資zi源yuan和he能neng源yuan上shang也ye要yao更geng加jia高gao效xiao。我wo們men今jin天tian不bu僅jin僅jin要yao提ti高gao生sheng產chan速su度du，還hai要yao縮suo短duan產chan品pin上shang市shi的de時shi間jian。當dang一yi個ge產chan品pin新xin的de創chuang意yi產chan生sheng到dao消xiao費fei者zhe能neng夠gou用yong上shang產chan品pin，這zhe個ge時shi間jian要yao不bu斷duan縮suo短duan
，雖sui然ran產chan品pin本ben身shen在zai變bian得de越yue來lai越yue複fu雜za、產品的版本也越來越多。

　　“今天我們要滿足客戶更加複雜的需求，現在客戶可以在線對產品進行配置和定製，並且要一鍵點擊就能夠完成一站式的交付。”魯思沃說，這使得製造業麵臨著前所未有的快速變化，在這樣新的世界當中過去的方法或秘訣不再能夠帶來持久的競爭優勢了。

　　魯(lu)思(si)沃(wo)提(ti)醒(xing)說(shuo)，開(kai)啟(qi)數(shu)字(zi)製(zhi)造(zao)時(shi)代(dai)，企(qi)業(ye)需(xu)要(yao)在(zai)硬(ying)件(jian)和(he)軟(ruan)件(jian)上(shang)都(dou)有(you)所(suo)準(zhun)備(bei)。基(ji)礎(chu)自(zi)動(dong)化(hua)條(tiao)件(jian)應(ying)該(gai)要(yao)具(ju)備(bei)。如(ru)果(guo)車(che)間(jian)裏(li)機(ji)械(xie)設(she)備(bei)都(dou)還(hai)沒(mei)有(you)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)化(hua)，設(she)備(bei)和(he)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian)也(ye)沒(mei)有(you)用(yong)自(zi)動(dong)化(hua)連(lian)接(jie)起(qi)來(lai)，也(ye)不(bu)存(cun)在(zai)覆(fu)蓋(gai)全(quan)廠(chang)的(de)通(tong)訊(xun)網(wang)絡(luo)，那(na)麼(me)自(zi)動(dong)化(hua)改(gai)造(zao)很(hen)難(nan)實(shi)現(xian)。