世界范圍內制造業(yè)再次崛起。無論是德國政府近年來提出的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，還是中國政府的“十二五”規(guī)劃，都強調了“工業(yè)化”和“信息化”融合的重要性，數字化是制造業(yè)未來發(fā)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。

基于信息物理融合系統(tǒng)的工業(yè)4.0概念誕生之初，西門子再度嗅到了新一輪工業(yè)革命的氣息。瞄準物聯網、云計算、大數據、工業(yè)以太網等技術，西門子集成了目前全球最先進的生產管理系統(tǒng)，以及生產過程軟件和硬件，如西門子制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）軟件SimaticIT、西門子產品生命周期管理（PLM）軟件、工業(yè)工程設計軟件（Comos）、全集成自動化（TIA）、全集成驅動系統(tǒng)（IDS），等等。

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

勢

行業(yè)趨勢

“數字化”概念和技術引領制造業(yè)變革

數字制造意味著生產單元和流程都擁有自己在虛擬生產世界里的“數字拷貝”，制造企業(yè)將能夠大幅提高生產力。

日前，第十六屆中國國際工業(yè)博覽會在上海舉行，共有2000家展商參展，攜帶其最新研發(fā)的設備與觀眾見面。面對經濟和技術的變化為全球制造業(yè)帶來巨大的轉型挑戰(zhàn)，整個工業(yè)領域也正在經歷一場制造業(yè)的大變革，“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。

記者在西門子展臺看到：他們打造“數字制造”產品版圖，圍繞“數字化企業(yè)平臺”、“全集成自動化(TIA)”、“全集成驅動系統(tǒng)(IDS)”、“過程自動化”、“能源效率”和“服務”幾大主題，涵蓋工業(yè)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。

而與西門子展臺一步之遙的ABB公司展臺，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”無線智能家居系統(tǒng)等在內的智能產品。

在解釋數字制造為制造企業(yè)帶來的優(yōu)勢時，西門子（中國）有限公司執(zhí)行副總裁、數字化工廠集團總經理王海濱表示：“數字制造意味著生產單元和流程都擁有自己在虛擬生產世界里的‘數字拷貝’。因此，企業(yè)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。制造企業(yè)將能夠大幅提高生產力、縮短產品上市時間，并提升生產柔性。”

事實上，近年來，發(fā)達國家不斷調整經濟發(fā)展戰(zhàn)略，重振制造業(yè)。

美國正在向他們的工業(yè)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“美國制造業(yè)的復興”。

在歐洲，來自德國產業(yè)界、政府和學術界的產官學專家于2013年4月首次發(fā)布了《實施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略建議書》。德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略是德國政府確定的面向2020年的國家戰(zhàn)略，體現了以其創(chuàng)新制造技術方面的優(yōu)勢開拓新型工業(yè)化的目標，是為進一步抵御歐洲主權債務危機對該國的沖擊、增強國際競爭力以及有效面對消費者偏好個性化和多元化的市場需求而提出的工業(yè)升級計劃，是對“工業(yè)1.0”(機械制造設備的引入)、“工業(yè)2.0”(電氣化的應用)和“工業(yè)3.0”(信息化的發(fā)展)的延伸。

“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略通過深度應用信息通信技術(ICT)和網絡物理系統(tǒng)等手段，以智能工廠和智能生產為重點進行工業(yè)技術領域新一代關鍵技術的研發(fā)和創(chuàng)新，使生產成本大幅下降和生產效率大幅提高，促進產品功能多樣性、個性化和產品性能大幅提升。

對此，工業(yè)和信息化部前部長李毅中表示，“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略是第三次工業(yè)革命的具體化，它的內容是用物聯網服務互聯網，把制造業(yè)的物理生命單元聯系起來，然后與傳感器、終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通訊設施結合起來，這就使制造業(yè)的物理生理單元、機器、機床具有計算、設計、通訊精準控制、遠程協調和自制自動等功能，從而將制造者、機器、物料、環(huán)境以及用戶緊密地聯系起來，實時聯通相互連接。

術

變革之術

工業(yè)4.0真正到來可能需要20年

西門子在今年5月發(fā)布“2020公司愿景”，提出了公司未來將專注于電氣化、自動化和數字化。

在工業(yè)4.0時代，虛擬世界將與現實世界高度融合。通過計算、自主控制和聯網，人、機器和信息互相聯接，融為一體?，F有的技術和創(chuàng)新將被全部整合到一個數字化企業(yè)平臺中。生產還未開始，產品開發(fā)流程和生產流程中的所有環(huán)節(jié)便可以并行模擬進行。這一雛形夢想，目前在西門子工業(yè)自動化產品成都生產研發(fā)基地（SEWC）有最新探索。

在西門子成都工廠研發(fā)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(fā)、生產、物流的各個環(huán)節(jié)中被不斷豐富，實時保存在一個數據平臺中。而這座工廠的運行，都是基于這些數據基礎，ERP、PLM（產品全生命周期管理系統(tǒng)）、MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）、控制系統(tǒng)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面。

比如，在縮短產品上市時間方面，SEWC通過數字化的方式，對設計出來的產品進行模擬和仿真，這樣就省去了做樣機的時間。而當設計人員對設計內容進行修改時，也可以通過共同的數據庫，把修改的內容直接傳送到生產線，從而節(jié)省了制造過程中的修改時間，使得產品能夠盡快上市。

同時，SEWC還通過高度的數字化和自動化來提高生產效率。在傳統(tǒng)的工廠里面，每天要由負責生產計劃的人下發(fā)生產工單，再由班組長將生產任務分配到每個工人頭上。而SEWC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(huán)節(jié)，系統(tǒng)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(xù)，這樣產生的庫存待售品才最優(yōu)，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，“制造業(yè)的發(fā)展趨勢在于，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。這就是未來的趨勢，核心在于，怎么加快產品設計、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(yè)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(yè)3.X”。