西門子股份公司工業(yè)業(yè)務領域首席執(zhí)行官魯思沃博士詳解工業(yè)4.0新時代

導語:對于西門子來說中國是極其重要的市場,是第二大西門子海外市場。我們在中國已經(jīng)擁有近32000名員工,既為中國市場服務,也把先進的產(chǎn)品和解決方案以中國為基地向全球出口。

現(xiàn)在中國工業(yè)已經(jīng)發(fā)展到了一個新階段,中國制造的產(chǎn)品越來越先進,像高鐵、計算機、先進機械、汽車、飛機和宇宙飛船,對于中國的制造業(yè)和工業(yè)來說一切皆有可能,都有能力去制造。而且在剛才聽了您的報告之后,我也很高興的說,我們對于工業(yè)未來的看法是不謀而合的。全世界看到了從中國制造向中國創(chuàng)造的巨大轉(zhuǎn)變,這是一個非常巨大的發(fā)展,這樣的成就主要是體現(xiàn)在采用了最先進技術(shù)的復雜產(chǎn)品之上。如果大家有機會去看一看工業(yè)論壇展臺的話,大家可以看到未來的工業(yè)發(fā)展已經(jīng)可以掌握在手中,在我們走過的發(fā)展道路以及未來的發(fā)展道路上,會同樣的激動人心,大家和我一樣都急切的要走上這一段旅程,我們在中國市場有100多年的歷史,我們將繼續(xù)是這段旅程當中諸位忠實的伙伴!

對于西門子來說中國是極其重要的市場,是第二大西門子海外市場。我們在中國已經(jīng)擁有近32000名員工,既為中國市場服務,也把先進的產(chǎn)品和解決方案以中國為基地向全球出口。我們在中國設立了76家運營公司,我想引用溫家寶前總理的一句話,他有次參觀了我們在天津的工廠(天津電氣傳動有限公司),我們產(chǎn)品的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率給他留下了深刻的印象。他說,西門子是一家中國公司。我們在中國各地都得到了歡迎和認可,我們會繼續(xù)和中國攜手同行,為中國的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。今年4月份,我們和我們的合作伙伴北汽集團簽訂了合資協(xié)議,我們向北汽的生產(chǎn)混合動力和電驅(qū)動的汽車工廠做出了新的投資。同時我們在中國也建立了最大的高效電機研發(fā)中心——西門子電機有限(中國)有限公司,這不僅僅體現(xiàn)了我們對中國市場的投入,同時也再次凸顯了我們對中國持之以恒的承諾。

女士們、先生們,我是生產(chǎn)工程師出身的,很高興的是我們看到世界各地的制造業(yè)再次崛起,在一個國家的持久創(chuàng)新力方面、在經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展方面,以及在創(chuàng)造就業(yè)和繁榮方面,工業(yè)的角色再次被高度重視。在中國的“十二五”規(guī)劃當中非常重要的一個要素,就是工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級以及兩化融合,同時也包括新能源、環(huán)保、新材料以及混合動力汽車、高端制造業(yè)方面的前沿創(chuàng)新。中國政府也把環(huán)境保護作為重中之重,在大力的支持節(jié)能、環(huán)保的制造的部署和推廣。隨著中國產(chǎn)業(yè)政策的升級中國也更加致力于工業(yè)化和信息化的兩化融合,就像剛才馮司長介紹的那樣。而其他國家也在加強他們的工業(yè),以美國為例,美國正在向他們的工業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量進行大幅度的投資,來確保社會和經(jīng)濟的繁榮,他們把這樣的做法稱為美國制造業(yè)的復興。另外在地圖上有一個非常小的國家叫德國,德國政府在大力的推動制造業(yè)和工業(yè)的數(shù)字化,德國主導的技術(shù)理工大學也在共同的推動工業(yè)4.0。待會我介紹一下工業(yè)4.0有哪些技術(shù)細節(jié)。

世界各地的政策都表明各國政府又再次認識到制造業(yè)是各國經(jīng)濟的支柱,推動就業(yè)、創(chuàng)新和社會繁榮。因此像西門子這樣的公司也面臨著根本的挑戰(zhàn),而且我們也正在這樣做。過去工業(yè)界的結(jié)構(gòu)是非常清晰的,各個公司可以通過規(guī)模效應來降低成本,并且可以在每一個生產(chǎn)流程去推動生產(chǎn)力的提高,但是這樣的時代已經(jīng)一去不復返了。隨著全球化的進一步加速,資源變得更加稀缺,而國際價值鏈在不斷的被催生。而且競爭也進一步加劇,現(xiàn)在我們看到:一方面挑戰(zhàn)在增加,另外一方面機會也在增加,這是因為技術(shù)已經(jīng)大步發(fā)展和前進了。

今天我們不光要強調(diào)員工的生產(chǎn)效率,同時整個企業(yè)在資源和能源上也要更加高效。

我們今天不僅僅要提高生產(chǎn)速度,還要縮短產(chǎn)品上市的時間,當一個產(chǎn)品新的創(chuàng)意產(chǎn)生到消費者能夠用上產(chǎn)品,這個時間要不斷縮短,雖然產(chǎn)品本身在變得越來越復雜、產(chǎn)品的版本也越來越多。今天我們要滿足客戶更加復雜的需求,現(xiàn)在客戶可以在線對產(chǎn)品進行配置和定制,并且要一鍵點擊就能夠完成一站式的交付。這使得制造業(yè)面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(yōu)勢了。根據(jù)主要的分析機構(gòu)像ARC、麥肯錫等等都指出了這樣的趨勢。我們在這兒可以看到有一個共同點,就是網(wǎng)絡化的生產(chǎn)和數(shù)字化的制造正在成為決定成敗的關鍵,對于離散工業(yè)而言和過程工業(yè)而言都是如此。如果不使用這些強大技術(shù)的話,就不能滿足對于工業(yè)的需求,這也意味著IT和軟件在越來越多的深入到工業(yè)當中,而且和各種各樣的工業(yè)技術(shù)去實現(xiàn)集成。

實際上這樣一些研究基金應該用來研究中國的現(xiàn)狀,因為工信部這個部委名字的本身實際上就體現(xiàn)了這樣發(fā)展的方向。為什么制造技術(shù)的大幅度轉(zhuǎn)型在現(xiàn)在這個時間點得到高度重視呢?答案只有一個詞,數(shù)字化的發(fā)展。計算能力、通信帶寬和數(shù)據(jù)存儲能力一直在實現(xiàn)指數(shù)級的增長,一直在遵循著摩爾定律,使過去的限制因素不再是限制因素,因此帶來的大數(shù)據(jù)。我們看到數(shù)據(jù)的數(shù)量在大幅度增加,同時有越來越強的能力來傳輸、分析和存儲大量的數(shù)據(jù)和信息。在前2000年,全人類一共創(chuàng)造了2EB的數(shù)據(jù),但是現(xiàn)在每天就能夠產(chǎn)出2EB的新數(shù)據(jù)。根據(jù)專家的預測,從2010起到2020年的時候我們的數(shù)據(jù)量將會達到40ZB,也就是說比2010年的數(shù)據(jù)量要增長50倍。所有數(shù)據(jù)來源在哪兒呢?為什么會出現(xiàn)數(shù)據(jù)量的爆炸性增長呢?之前我已經(jīng)講過計算能力、數(shù)據(jù)存儲能力和通信帶寬已經(jīng)沒有以前的制約因素了,我們以今天的智能手機為例,今天智能手機的計算能力相當于世紀之交時的一臺大型機的計算能力,數(shù)據(jù)量的大型增加也是來源于制造業(yè)越來越多的數(shù)字化。比方說攝像頭,今天一個攝像頭就能夠采集300TB的數(shù)據(jù),而以前是少而又少。現(xiàn)在設備和機器當中有越來越多的傳感器和通訊界面,機器之間的交互能力越來越強,物聯(lián)網(wǎng)不是未來,而是已經(jīng)成為了現(xiàn)實。

而過去我們的生產(chǎn)過程都是線性的,現(xiàn)在看到的新型生產(chǎn)的出現(xiàn),就是復雜網(wǎng)絡化的生產(chǎn)的出現(xiàn)。在這樣的生產(chǎn)當中使用了大量的數(shù)據(jù),因為產(chǎn)品的種類和型號越來越多,以汽車工業(yè)為例,因為汽車工業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)是最數(shù)字化的工業(yè)之一了,這個趨勢是非常清楚的。汽車的產(chǎn)品部類和型號在大幅度的增加,而且現(xiàn)在大家都用數(shù)字化方式打造夢想之車,每個人都有自己喜歡的車輪、發(fā)動機、內(nèi)飾、外飾等等配置。我們以新大眾高爾夫為例,可以產(chǎn)生數(shù)萬億個可能的組合,而汽車廠商以及零部件廠商還要及時交付所有的零部件,要準確的執(zhí)行定單。而廣大客戶希望點一下鼠標,汽車就能夠交付上門。

女士們、先生們,在這樣全球競爭的環(huán)境下,你們必須要有更加靈活的制造和生產(chǎn)。如何能夠?qū)崿F(xiàn)全面的勞動生產(chǎn)力的提高和更短的進入市場,以及同時實現(xiàn)更靈活的制造呢?如果同時要實現(xiàn),不僅僅要有數(shù)字化,不僅僅要有軟件驅(qū)動的數(shù)據(jù),因為大多數(shù)買汽車的人實際上需要的是真實的汽車,而不是通過數(shù)字化的呈現(xiàn)來進行視頻游戲,所以我們要把實際的制造和虛擬的呈現(xiàn)能夠完美的結(jié)合在一起。真實與虛擬生產(chǎn)相融合得益于創(chuàng)新的軟件和強大的硬件。產(chǎn)品生命周期軟件可以去優(yōu)化整個產(chǎn)品的生命周期,從最初的產(chǎn)品設計、生產(chǎn)規(guī)劃,一直到生產(chǎn)實施和服務于最后的用戶。比如說在產(chǎn)品設計的時候通過使用PLM的軟件,可以給生產(chǎn)者帶來更多的機會,這就意味著不僅僅提供的是三維的模型,而這個軟件也能夠讓我們?nèi)シ治龊蛢?yōu)化自動化的設計,在虛擬的世界里就可以完成。有了虛擬化的設計之后不僅可以節(jié)約原材料,同時還可以節(jié)約資源,而且也可以節(jié)省大量的成本。

在生產(chǎn)規(guī)劃的時候同樣也使用仿真,這也是由于有了PLM的軟件,這個軟件可以讓你虛擬化的開發(fā)每一個機床的生產(chǎn)過程,甚至還可以實現(xiàn)整套的仿真。同時也有虛擬化的模型,能夠幫助你創(chuàng)建一種全新的視角進行創(chuàng)造。

不管是有了什么樣的原樣機,如果不滿意的話可以不用耗費這個原樣機,而是通過虛擬的方式對它進行優(yōu)化。而在實際的世界當中只能是再制造一個原樣機,才能把以前和新的來進行對比、進行改進。在這里創(chuàng)造性實際上被賦予了全新的視角,有了創(chuàng)新的軟件之后可以把產(chǎn)品的開發(fā)和制造能夠很好的結(jié)合在一起,因為制造生產(chǎn)也是依賴于設計的,而設計也會要依賴于最終產(chǎn)生的實體。

在生產(chǎn)的過程中要實現(xiàn)整個產(chǎn)品生命周期的管理,在今天可以幫助客戶來應對整個生產(chǎn)過程當中的挑戰(zhàn)。我的這頁膠片就展示了制造業(yè)未來的一種過程,所有的這些步驟都可以實現(xiàn)很好的互聯(lián)。比如說工程數(shù)據(jù)可以很好的被轉(zhuǎn)化到生產(chǎn)過程當中去,這不僅僅是要把各種IT系統(tǒng)連接在一起,同時這些信息也是雙向的互動。如果出現(xiàn)了質(zhì)量方面的問題,在產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品設計,以及生產(chǎn)過程中都要去相應的去解決問題,以便通過全面整體的方式來解決質(zhì)量問題。它有一個數(shù)據(jù)的骨干系統(tǒng),而且也有一個單點的接觸,使得整個的生產(chǎn)過程都能夠整體性的來進行考慮,因為這樣就不會受到資源的局限。同時我們也要考慮到非常復雜的各個步驟的情況,因為如果一個步驟發(fā)生了變化就會潛在地影響到其他的步驟,前面的步驟和后面的步驟都可能會受到影響。當然你還要使用最佳的解決方案以及最高效的技術(shù),應用到每一個步驟上。但同時要有一個整體性的優(yōu)化概念,因為這樣可以使得整個生產(chǎn)過程得到優(yōu)化。

接下來我會舉例說明這些想法在實際當中的應用,而且我也通過一些具體的實例來引發(fā)按我們關于工業(yè)4.0方面進一步的討論。德國的艾森曼是一個汽車工業(yè)浸入式涂裝系統(tǒng)領域的公司,提供的是表面技術(shù)方面的解決方案。使用了各種生產(chǎn)線上面的一些仿真技術(shù)之后,比如使用了PLM的軟件NX來進行相應的浸入式涂裝系統(tǒng)的設計,而且還可以有一個三維的呈現(xiàn),并且還可以實現(xiàn)提供各種所需要的工藝參數(shù)。它通過三個軸的運動,水平、升降以及旋轉(zhuǎn)三軸的運動實現(xiàn)動力學的控制,是也可以考慮到加速、延遲和平移,這樣就可以把各種涂層當中的各個步驟都考慮在內(nèi)。各個機床的部分運轉(zhuǎn)和運動都是有不同的速度,而且有不同的動力學,所以這樣的一個軟件可以來優(yōu)化整個系統(tǒng)。一旦使用了軟件之后設計得到了優(yōu)化,而控制性的程序也可以實現(xiàn)真實世界當中的一些優(yōu)化,因為仿真用到的實際上是真正意義上的控制器,就像實體世界當中的控制器一樣。而時間的偏差,就是仿真和實際世界之間的時間偏差是非常之小的,所以虛擬的工廠仿真也能夠支持在中國的制造業(yè)。

比如說在柯馬上海工程有限公司,他們就是來進行各種汽車車身焊接方面工作的,他們也在使用西門子PLM的Tecnomatix軟件結(jié)果仿真。在有些情況下仿真可以表明,比如說可以實現(xiàn)某些地方的創(chuàng)新性的配置,另外從生產(chǎn)的上游一直到產(chǎn)品的設計可以影響到整個生產(chǎn)。而使用了西門子的軟件解決方案之后,柯馬可以以更少的時間來實現(xiàn)仿真,可以實現(xiàn)整個生產(chǎn)線的可視化。對于這個公司來說還有一個多用戶的能力,也就是說不需要同時進行配置方面的改變。另外利用西門子的PLM軟件可以進行開發(fā)創(chuàng)新性的配置,可以節(jié)省硬件成本達到60%。這個企業(yè)就可以來提供成套的汽車車身焊接生產(chǎn)線給領先汽車廠商,所以不僅是一流的生產(chǎn)工具和一流的生產(chǎn)線,同時也可以節(jié)省大量的工程時間,能夠幫助解決在工廠方面的成本和費用。

另外柯馬的用戶也可以在虛擬的世界當中,讓這些汽車廠商了解相應的車身焊接生產(chǎn)線的情況,因為它是通過受到培訓有技能的人來進行操作的。同時這些工業(yè)企業(yè)也可以為單一的機器設備提供仿真。

德國的Index公司就是使用西門子的仿真軟件解決方案來實現(xiàn)生產(chǎn),在這里有一個虛擬機床。在這個視頻當中可以看到和實體當中的機床是完全一樣的,可以來仿真所有的機床,并且可以實現(xiàn)控制。通常你要花幾天的時間在現(xiàn)實的世界當中才可以看機床是不是能夠正常使用,但是在仿真情況下可以顯著節(jié)省機床調(diào)試的時間,在理想的環(huán)境之下啟動機床。因為機床本身是企業(yè)非常寶貴的資產(chǎn),而且是核心的資產(chǎn),所以使用虛擬的機床可以幫助來實現(xiàn)人員的培訓,并且能夠保護核心的資產(chǎn)。這樣的虛擬機床使用了之后,可以顯著的提高生產(chǎn)率,可以比實際機床的設置時間節(jié)約80%。而運轉(zhuǎn)、操作的生產(chǎn)率可以提升10%,這對于整個過程工業(yè)來說也是非常有用的。

比如說接下來的例子是來自于制藥公司,諾華制造一直使用西門子的Comos軟件來做生命周期的管理和無紙化的管理。Comos軟件可以從規(guī)劃和生產(chǎn)一直到運營和現(xiàn)代化的流程,都可以覆蓋。這個軟件是一個創(chuàng)新性的平臺管理。首先把現(xiàn)有的軟件工程環(huán)境和Comos集成到了一起,形成了一個集中化的解決方案。然后他們使用了程序?qū)崿F(xiàn)了工程的標準化,從那之后所有的過程、技術(shù)、電氣測量、開閉環(huán)的控制都可以通過Comos數(shù)據(jù)平臺來進行。實際上把這樣一種做法貫穿到了諾華在全國范圍內(nèi)的工廠,同時也應用到了外部的合作伙伴那里,實際上這可以幫助提高工廠的工程效率和質(zhì)量。諾華通過內(nèi)部的測試說明,可以把工程效率、質(zhì)量分別提高8%到12%,這使用的就是Comos的解決方案。

另外一個技術(shù)方面創(chuàng)新,如果您是計算機游戲愛好者的話,這是一個非常令人感覺到振奮的地方,因為我們可以幫助流程行業(yè)的工廠實現(xiàn)強大的三維可視化,就像是計算機上的游戲一樣,這是一個非常復雜的工程。比如煉油廠或化工廠,這使得他們非常容易用這種方式來培訓人員。在現(xiàn)在的工廠當中要通過不斷的培訓實現(xiàn)安全性的提高,我們通過這種三維可視化的解決方案的提供,能夠幫助節(jié)約時間,同時也能夠提高工廠的可用性,并且提高效率。就像在這里大家所看到的,使用這個軟件就像是玩一個電腦游戲一樣。我們可以把這個工廠以三維方式呈現(xiàn)出來,而且還可以修改這個工廠數(shù)字化的呈現(xiàn),可以通過三維的控制然后來看工廠,也就是說操作員的角度來看。同時也可以把人員像在電腦游戲一樣調(diào)整視角來看整個工廠的場景,所有的這些都會放在一個數(shù)據(jù)庫當中,而且放到一個單一的數(shù)據(jù)來源當中,所以這些數(shù)據(jù)都是保持一貫的,并且能夠隨時更新。所有使用了COMOS解決方案的公司,他們都在用這種辦法對自己的員工進行培訓。

軟件、硬件完美的結(jié)合還有另外的一個例子,就是在中國的華晨寶馬的沈陽鐵西工廠,這是世界范圍內(nèi)最先進的寶馬工廠之一,他們采用了全集成自動化,就是TIA。這是非常高效的解決方案,這個概念是讓傳統(tǒng)的自動化的工廠可以實現(xiàn)全集成的自動化??梢园褦?shù)據(jù)的管理以及配置都和可編程的環(huán)境集成在一起,能夠提高效率,而且能夠降低運營成本和設備維護的成本。在華晨寶馬的每一輛汽車都可以實現(xiàn)自動化的配置,可以按照客戶的要求來做。這里的挑戰(zhàn)是如何確保每一個汽車的生產(chǎn)要能夠在正確的時間滿足正確的配置要求,同時能夠考慮到所有物流方面的要求。

這樣我們的TIA帶來了理想的解決方案,華晨寶馬的多款產(chǎn)品可以在一條生產(chǎn)線上進行生產(chǎn)。比方說同一車有不同的車型可以在一條線上來進行生產(chǎn),而且各種的改型也可以在一條線上生產(chǎn)。同時生產(chǎn)還有進一步的柔性可擴展的空間,將來可以推出更多的車型。通過實時定位識別系統(tǒng),通過進行條形碼的掃描,車到了這個站點上有一個識別號,需要安裝的零件會自動出現(xiàn)在操作員的屏幕上。一系列的圖像化的指示將指導工人完成所有的操作,而不是過去手上拿紙質(zhì)的工作單或手冊。這樣設備的可用性達到了99%以上,使得華晨寶馬滿足了質(zhì)量和效益的雙重要求。同時也能夠?qū)τ趥鲃酉到y(tǒng)和自動化系統(tǒng)進行優(yōu)化。

比如像昆明鋼鐵公司,我們幫助他們打造新的競爭優(yōu)勢。他們推出了一套新的高爐煉鋼爐的系統(tǒng),一旦出現(xiàn)了停機或故障會對整個系統(tǒng)有巨大的隱患,所以可靠性非常重要。西門子為他們交付了控制和驅(qū)動系統(tǒng),首先進行了快速安裝減少了項目管理的時間,以及快速的投產(chǎn)。同時我們給他們提高了一套優(yōu)化的系統(tǒng)能夠進行安全運行、高可用、具有高可靠性,整個系統(tǒng)的高可用達到99%以上。這樣的一套高爐系統(tǒng)與西門子的全集成驅(qū)動系統(tǒng)確保了可靠性和高效的運行。而且昆明鋼鐵公司可以打我們7*24全天候支持熱線來解決問題。同時也連接了我們的遠程服務監(jiān)控,能夠在有一些出故障之前預先性解決問題。我們可以看到通過快速和高效的服務,也可以幫助他們進一步提高效率。而今天服務絕不再簡單的是監(jiān)控、維修和維護了。

在這兒拿我們的一家工廠來舉一個例子,西門子之所以在我們行業(yè)當中卓爾不群,我們在全世界有300多個工廠,自己也有制造、生產(chǎn),自己就是制造、生產(chǎn)的工廠的專家。我們來看看如何通過工廠數(shù)據(jù)服務提高過程的可靠性和集成性。這是我們自己在德國的安貝格電子制造工廠,這個工廠曾被評為歐洲優(yōu)秀工廠。在安貝格工廠當中提供了一體化的軟件解決方案起到了非常重要的作用,除了使用PLM、EMS軟件之外,同時也使用了能源分析、能源管理的系統(tǒng)。這樣能夠?qū)τ谀芎氖冀K監(jiān)控,把能耗在工廠的情況做細分,比如不同的組裝線、不同的設備以及不同零部件的能耗。通過使用能源分析的能力,使得這家旗艦級的工廠可以實現(xiàn)大量的節(jié)電。去年工廠和上一年相比實現(xiàn)了20萬千瓦小時的節(jié)能。同時每年也能夠節(jié)約十萬升的液氮。通過機器級的節(jié)能措施識別出非生產(chǎn)期不必要的能耗,并且改變員工的行為習慣,節(jié)能增效的潛力能夠高達5%到10%,即使在高度自動化的過程當中還有5%到10%的節(jié)能增效的空間。

女士們、先生們,這樣的一種節(jié)能增效的數(shù)字化的工程,在安貝格能夠做到,在中國也能夠做到。我們在成都的西門子工業(yè)自動化生產(chǎn)研發(fā)基地,也是一個數(shù)字化企業(yè)的典范。像安貝格也是生產(chǎn)工業(yè)自動化的產(chǎn)品,所有的過程從開發(fā)到設計、生產(chǎn)都是由IT在后端控制的。也就是說和安貝格幾乎是雙胞胎,同樣的質(zhì)量和同樣的高效率,而且質(zhì)量的一次通過率高達99.6%,通過率極高。PLM軟件能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)領域的無縫對接,并且能夠進行虛擬的方針,接下來會把所有的信息同研發(fā)階段對接到生產(chǎn)線當中,而且是實時對接、實時交互。成都的生產(chǎn)研發(fā)基地不僅是數(shù)字化企業(yè)的典范,同時也是我們的高效率、高生產(chǎn)率的一個榜樣,也獲得了環(huán)保節(jié)能設計的金牌認證,也是想邀請大家有空到這幾個生產(chǎn)研發(fā)基地參觀一下,看看我們在那兒的工作。

有了高度的自動化、虛擬化、數(shù)字化以及環(huán)保能力,我們在成都的生產(chǎn)研發(fā)基地是一個現(xiàn)代化制造的典范,在這兒不光是生產(chǎn)基地,也是一個研發(fā)基地。通過把研發(fā)基地放在這兒,我們也能夠為中國客戶的要求進行量身定制,為中國的客戶交付量身定制的產(chǎn)品。西門子總是希望貼近客戶,而且我們會全心全意為客戶、為中國市場的客戶提供最優(yōu)質(zhì)、最高端的產(chǎn)品,來響應中國政府向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)型的號召,我們在成都的制造也是數(shù)字化工廠的范例。

所有的這些例子希望能夠幫助大家理解,今天有哪些已經(jīng)成為可能?我們在朝向未來的旅程上走到了哪一步?將來還有哪些可能性呢?企業(yè)如何進入這樣的未來呢?在這兒我們要講講面向未來的愿景——即將到來的工業(yè)4.0。

在今年的漢諾威展會上西門子做了一次專門的演示,介紹在工業(yè)4.0當中生產(chǎn)系統(tǒng)能夠自動的對于目標功能變化做出調(diào)整。因為在生產(chǎn)當中你的這種目標功能是可變的,比方說為蘋果生產(chǎn)iPhone,在圣誕節(jié)之前一旦有新的機型要推出了,就會有一個極高產(chǎn)量的要求。然后半年以后這款產(chǎn)品要退出市場了,最重要的不是縮短上市時間,而是降低生產(chǎn)成本,也就是目標功能在不同階段是不一樣的,新品推出前和一款產(chǎn)品接近退市的時候要求是不一樣的。大家可以看到產(chǎn)品和機器之間可以相互的交互、通訊,能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程的柔性化,目標是要實現(xiàn)生產(chǎn)效率的總體提升。在這兒絕不僅僅是物聯(lián)網(wǎng)的概念,或者是互聯(lián)互通的概念。未來的語言再也不是再講物聯(lián)網(wǎng)了,而是在講生產(chǎn)過程當中的內(nèi)容,這就是我們和美國的這種基于物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)革命的概念不同,我們的概念重點是生產(chǎn)內(nèi)容。這些機器相互交互彼此通訊的內(nèi)容是什么,而不是僅僅具有了通訊的能力,生產(chǎn)的每一個步驟都是一個信息的階段,最后帶來了網(wǎng)絡化的生產(chǎn)設備,能夠?qū)崟r的交換信息。而且網(wǎng)絡可以是在不同的生產(chǎn)線、不同的工廠,甚至是跨國的進行集成、對接。

對于很多專家來說,工業(yè)4.0應該是代表著第四次工業(yè)革命。有了19世紀的工業(yè)革命,然后接下來是大規(guī)模生產(chǎn),然后是IT和自動化是從60年代開始的。就像大數(shù)據(jù)、云計算以及物聯(lián)網(wǎng)這些技術(shù)都會用到第四次工業(yè)革命當中,但是第四次工業(yè)革命的范圍又超過了這些技術(shù)本身。最終我們會看到下一代的下一代會有更多長足的進展,可能在接下來的十到二十年當中會進一步推動工業(yè)4.0的促成。

從西門子看來工業(yè)4.0有三個支柱,首先是MES將會起更加重要的作用。而自動化層和MES之間的對接會變得更加重要、更加的無縫化,而且會跨越企業(yè)來實現(xiàn)柔性的生產(chǎn)。所有的信息都要實時可用,為生產(chǎn)網(wǎng)絡化環(huán)節(jié)可用。

第二個環(huán)節(jié)的組成部分是虛擬與現(xiàn)實的結(jié)合,也就是產(chǎn)品設計以及工程當中的數(shù)字化世界和真實世界的融合,這就使我們能夠滿足生產(chǎn)效率越來越高、產(chǎn)品周期越來越短、產(chǎn)品變形越來越多方面帶來的挑戰(zhàn)。

第三個支柱是CPS信息物理融合系統(tǒng)。什么設備可以放到一個虛擬信息空間當中以及在物理世界當中,所以稱之為信息物理融合系統(tǒng)。這些生產(chǎn)體系可以體現(xiàn)實實在在的既有物理工廠的系統(tǒng),也有在數(shù)字世界的仿真,最終是能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程的完全可控、可調(diào),還要花一些時間才能達到這樣的狀態(tài)。

實現(xiàn)工業(yè)4.0有一系列的先決條件,這個先決條件很多,我們來看一下今天的現(xiàn)狀叫做工業(yè)3.X到工業(yè)4.0有什么樣的差距。并不是說所有的這些步驟都已經(jīng)做到了。而且朝向工業(yè)4.0的過程是充滿動態(tài)的過程,我們朝工業(yè)4.0走的越近可能性越多。通過大量的合作,廠商和客戶彼此在了解,這樣能夠進一步挖掘出朝向工業(yè)4.0的潛力,同時人們做出了很大的努力實現(xiàn)更加柔性生產(chǎn)的優(yōu)化。為了把本地控制網(wǎng)絡去進一步集成到跨工廠的網(wǎng)絡當中,我們也在進一步推動整個標準化指令系統(tǒng)的建設。數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)和生產(chǎn)已經(jīng)可以獲得了,而且可以實現(xiàn)全集成的仿真,可以代表整個生產(chǎn)的過程,包括技術(shù)方面和各個方面都可以呈現(xiàn)。而在工具方面,在傳統(tǒng)的技術(shù)方面是沒有辦法呈現(xiàn)的,但是當我們講到新的材料,或者是新生物技術(shù)材料的話,對于這些材料的仿真是我們整個仿真概念當中非常重要的一個。當然在這方面,我們還任重道遠,但是我們可以去確保數(shù)字化世界和數(shù)字化的仿真是可以期待非常準確的在真實世界的反應。

其實我們可以有機會在工業(yè)4.0當中來實現(xiàn)這些好的想法的,我們可以基于強大的制造運行管理系統(tǒng)來實現(xiàn)靈活的價值鏈。而且還可以實現(xiàn)完全的產(chǎn)品生產(chǎn)周期的管理。同時在公司的層面上,以及更深的層面上來實現(xiàn)這些管理。所有的這一切都會在整個的企業(yè)產(chǎn)生跨企業(yè)的系統(tǒng)實施。而且我們可以把整個像智能化的企業(yè)以及MES系統(tǒng)都能夠綜合在內(nèi)。在生產(chǎn)過程當中要實現(xiàn)庫存非常低,而作為傳統(tǒng)的方式就是有人看到庫存低了就會拿起電話要求供應商進行補貨品。但是更為高級的過程,就是你的MES系統(tǒng)會不斷的跟蹤庫存量,一旦庫存達到了一定限值的時候,會從你這個ERP系統(tǒng)發(fā)電子信息給供應商,而在這中間沒有任何人為的干預。供應商是實體的供應商,你可以和他之間有非常好的供應商的條件,但是你可以通過EDI的方式,也就是電子數(shù)據(jù)互換的方式來實現(xiàn)所有的管理。我們的工業(yè)4.0當中就可以幫助來實現(xiàn)這一點,可以來幫助你讓所有的事務不需要人為的介入可以實現(xiàn)互相的交流和溝通。

而這里有對產(chǎn)品數(shù)字化的呈現(xiàn),所以不僅僅是限制于商品,甚至于商品當中非常復雜的部件也都可以實現(xiàn)數(shù)字化的實現(xiàn)。ERP系統(tǒng)以及供應商可以去計算所有的成本,可以根據(jù)現(xiàn)有的機器運轉(zhuǎn)情況去確定供貨最大的量是多少,或者最優(yōu)的價格是什么,所有的這些都不需要人去參與和干涉。這個時候你的ERP系統(tǒng)可以做出決策的建議,讓你實現(xiàn)最佳的與供應商之間的交流。在工業(yè)4.0時代,這個決定實際上是由管理層自己來做出決定,但是其中有一個區(qū)別,比如說在我所在的小鎮(zhèn)子里面,有的時候我知道在某個地方會有停車位,但是有時候去了之后卻沒有停車位了,有的時候要有相應的提示。我的GPS導航系統(tǒng)有時候不能給我非常準確的提示。但如果我的GPS系統(tǒng)能夠幫助我做出更加準確決策的話,我就會覺得更加舒服一些。我們在將來肯定會敢于依賴機器,因為機器上面會有芯片,而芯片上所攜帶的算法能夠幫助它做出更加正確的決定,這是工業(yè)4.0從愿景到現(xiàn)實的第一步。

第二步是虛擬與現(xiàn)實的融合,將基于共同的數(shù)字化企業(yè)平臺進行產(chǎn)品的設計和生產(chǎn)工程的集成,包括像剛才提到的所有的軟件PLM和Comos都已經(jīng)用了很多年了,我們在幫助進行產(chǎn)品的設計和規(guī)劃。而且再提一點,我們現(xiàn)在和很多的研究機構(gòu)、大學能夠以更佳的方式把軟件和解決方案更好的應用到現(xiàn)實當中。

第三步是信息物理融合系統(tǒng),要實現(xiàn)柔性的制造和生產(chǎn),能夠降低產(chǎn)品上市的時間。在現(xiàn)在已經(jīng)在做了很多的工作,但是我們?nèi)匀恍枰嗟淖詣踊伞,F(xiàn)在大家都在用即插即用的方式了,就像你買一個新的打印機,然后你把它插在筆記本電腦上就能用。我是一個老派的人,還在用我的筆記本電腦,一旦把新打印機接上筆記本之后,你發(fā)現(xiàn)它是即插即用的,可以馬上告訴筆記本有幾個打印機顏色以及什么格式,如果需要打印什么就用以下的格式發(fā)送打印質(zhì)量,我們用鼠標去點擊確認就可以了。這個打印機已經(jīng)攜帶了所有的能力進到了我的筆記本網(wǎng)絡當中,為什么不把這樣的概念也使用起來呢?就是當一個機器人進入到了生產(chǎn)網(wǎng)絡和系統(tǒng)當中,讓機器人也可以擁有即插即用的能力,我們能做到這一點嗎?是的,我們可以做到這一點。

為什么我們不以這樣的方式來做呢?像一個打印機插入筆記本那樣,讓一個機器人也進入到生產(chǎn)的系統(tǒng)當中。就像在數(shù)字化世界當中可以做到的,在真實世界當中也是一樣的。仿真已經(jīng)幫助我們優(yōu)化了整個的機器人的一些生產(chǎn),幫助我們來減少了很多的成本和時間。同時我們可能會看到很多的生產(chǎn)方面的一些建議,我們用戶只需要說“好,你現(xiàn)在可以去修改”,我們可以信任整個系統(tǒng)的能力遵循給我們提出的建議做出決定。這已經(jīng)成為了我們的現(xiàn)實了嗎?還沒有,因為現(xiàn)在機器人比我的筆記本電腦或者比打印機還是復雜的多,我們現(xiàn)在正在朝著這個方向去努力。

我們現(xiàn)在站在了一個非常正確的道路上,我們有了這種很好的軟件和管理系統(tǒng),而且我們有數(shù)字化企業(yè)平臺,而且還有了即插即用的集成。我們所有的這一切聚合起來都會實現(xiàn)非常好的信息技術(shù)與生產(chǎn)和制造方面的結(jié)合,所以我們現(xiàn)在就在走向一條邁向制造業(yè)未來的歷程,就是工業(yè)4.0,我們要保證讓大家非常安全和放心的走入工業(yè)4.0的時代。

工業(yè)4.0,不僅僅意味著技術(shù)的轉(zhuǎn)變、意味著生產(chǎn)過程的轉(zhuǎn)變,同時也意味著整個管理和組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整。我們必須放棄這種孤島式的想法,而要為變革做好準備。就像我們所說的,要在產(chǎn)品設計以及生產(chǎn)規(guī)劃方面都做好準備。我們認為任何一個公司或者一個任何國家單打獨斗都不可能改變?nèi)虻闹圃炱髽I(yè),這就需要我們大家要進行協(xié)作。在各個企業(yè)、各個學科、各個行業(yè)都要來進行合作。西門子會愿意和像庫卡機器人這樣的公司進行更多的合作,同時也愿意和機床企業(yè)進行合作,一起來推動這樣新的概念。我們要在全公司的企業(yè)范圍之內(nèi)進行更多的研究工作,這也需要和更多的研究機構(gòu)、大學進行合作。比如說西門子每年有40億左右的研發(fā)費用,其中有50%都是投入到了軟件當中的。我們有數(shù)以十萬計的工程師和研究人員在幫助做軟件方面的開發(fā),所以西門子想把虛擬世界和現(xiàn)實世界實現(xiàn)完美的結(jié)合。

西門子在今年建立了一個全球的風險投資的基金,叫做未來工業(yè)基金,這是一個一億美金的基金。這個基金的目的就是要支持創(chuàng)業(yè)公司,其實講到合作的時候不僅僅是大公司,創(chuàng)業(yè)公司之間也要進行非常好的創(chuàng)作,是傳統(tǒng)與現(xiàn)代的一種合作。另外我們還要實現(xiàn)更多的有技能的人員,也就是說讓他們能夠更好的來使用這種全集成化的自動化系統(tǒng)。如果你只能看到庫存少了,然后拿起電話給供應商打電話,如果你只會這一點的話可能很快丟掉工作了。你必須不斷學習、去了解如何創(chuàng)造新的過程,當然在將來工廠并不會是沒有人的,因為人是非常有創(chuàng)造性的,能夠創(chuàng)造產(chǎn)品和創(chuàng)造整個生產(chǎn)的過程。但是如果你的貢獻就只是做一個算術(shù)的話,將來你的工作可能會受到來自于芯片的競爭,所以要加強員工的培訓,要不斷的對他們進行培訓、培訓、再培訓。而且要讓他們不斷的進行學習,這對于每一個人的職業(yè)生涯來說都是非常重要的。比如說你看這張膠片的時候,你看不出誰是學習者,誰是老師,誰是學生,也許白頭發(fā)的人就是一個學生呢,因為在未來技術(shù)的發(fā)展當中是要要求不斷來學習的,通過數(shù)字化這一切都會發(fā)生改變。而這個改變將會影響到所有的人,包括工廠的工人,也包括工廠的CEO。

我還想再次強調(diào),沒有任何一個工廠是沒有人來運行的,人是非常重要的。要需要有人才能參與到各個過程當中,要讓人才來使用這些軟件,而且要讓人才教會機器來運轉(zhuǎn)。只有這樣的機器才會按照人的想法進行運轉(zhuǎn),這樣的話制造才會更快、更加高效,才能夠使用到更好的資源,這是制造系統(tǒng)應該去遵循的原則。

這一切聽起來都非常具有挑戰(zhàn)性,但是在這里我想向大家做出一個承諾,作為我們的全球以及中國的客戶來說,在各位邁向工業(yè)4.0的路途之中,我們西門子會一如既往的和大家走在一起。在過去的140多年中,我們一直和中國進行著非常好的合作,從1872年開始給中國提供了第一臺針式電報機,1899年在北京建立第一條鐵路以及到2006年的時候提供數(shù)字化的工廠。在這樣一路走來西門子目睹了中國巨大的成功,而且也做好準備在將來能夠繼續(xù)為中國的成功奉獻一己之力,我們支持中國所有的工廠實現(xiàn)自己制造設施的升級換代,能夠提高他們在全球范圍內(nèi)的競爭力。

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