工業(yè)，聽著就像老掉牙古董的名詞，既沒法像互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)般引得眾年輕人擁簇，也難把它們與激情類似的詞相關(guān)聯(lián)。但實(shí)實(shí)在在，工業(yè)卻是日常生活支柱，涵蓋小至如鍋碗瓢盆等生活消費(fèi)品、大到如汽車、輪船、飛機(jī)等設(shè)備制造。

把這些工業(yè)制品肢解開來，你可能會(huì)看到如橡膠、玻璃、鋼鐵等原材料，印象里，它們似乎與臟、亂、差的工廠生產(chǎn)捆定著?？涩F(xiàn)實(shí)或許迥然不同。

想象這樣的場景，工廠需要小批量生產(chǎn)符合某些設(shè)定的汽車，比如車身是某種特殊顏色，座椅帶電加熱等等。需求明確后，通過手機(jī)發(fā)送訂單?；就瑫r(shí)，汽車生產(chǎn)系統(tǒng)的那端接收到訂單。因需求的個(gè)性化，技術(shù)人員從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出相應(yīng)解決方案，連同訂單信息，送達(dá)某一生產(chǎn)線控制系統(tǒng)。

鋼板經(jīng)過沖壓車間形成車身，然后由幾個(gè)機(jī)器人接手上萬個(gè)點(diǎn)的焊接工作，一個(gè)機(jī)器人從物料架抓取小的沖壓件，放到磨具上，對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的零件，再由另外兩個(gè)機(jī)器人，分別對(duì)不同的焊點(diǎn)焊接……這些零部件都有著同樣的特征，攜帶著射頻識(shí)別碼，統(tǒng)統(tǒng)指向“定制的信息”……

在車的總裝車間，發(fā)動(dòng)機(jī)、座椅、車窗等隨著傳送帶運(yùn)到生產(chǎn)線，機(jī)器人掃描識(shí)別出它們的信息后從“沉睡”中“蘇醒”，開始著手裝配……傳送帶再送來車門上附件、空調(diào)蒸發(fā)器等，途中，它發(fā)出的信息激活了另一位機(jī)器人，后者迅速進(jìn)入工作狀態(tài)，快步“走到”前一個(gè)機(jī)器人身旁，協(xié)助剩余的裝配工作……

到最后汽車整裝完畢，全流程中，各零部件像是會(huì)說話一樣，有條不紊地“告知”生產(chǎn)設(shè)備“我是誰”、“需要怎樣的處理”、“我要到哪去“……以往沉重的工業(yè)化大生產(chǎn)，在這轉(zhuǎn)變?yōu)殪`活的小批量、多批次生產(chǎn)。對(duì)工廠而言，連續(xù)、均勻的生產(chǎn)，利于將庫存待售品數(shù)量控制在最優(yōu)范圍，節(jié)省耗材，現(xiàn)金流也更流暢。

安貝格工廠

這是未來工業(yè)4.0的圖景。

而被認(rèn)為最接近這番景象的是西門子在德國的安貝格工廠。日前，在西門子創(chuàng)新峰會(huì)，首席技術(shù)官博樂仁透露了安貝格的新進(jìn)展：

“每天生產(chǎn)超過120種型號(hào)的產(chǎn)品，基于75%自動(dòng)化?！?/p>

“每百萬產(chǎn)品中的不良產(chǎn)品數(shù)(dpm)低于11，相當(dāng)于合格率達(dá)到99.9989%。”

與德國同作為制造業(yè)大國的中國，德國管理學(xué)思想家赫爾曼·西蒙有句話恰好體現(xiàn)了兩國的區(qū)別，“中國或許是世界工廠，但德國是世界工廠的制造者?！蹦壳捌毡榈挠^點(diǎn)是大部分中國制造企業(yè)仍徘徊在工業(yè)2.0-3.0之間，寄予國家希望的中國制造2025、兩化（信息化&工業(yè)化）融合還在征程。

有些變化在中國工廠悄然發(fā)生

2015年，西門子在成都建立了安貝格工廠的姊妹數(shù)字化工廠。

這家工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品是可編程邏輯控制器（PLC），里面是高密度的印刷電路板，上面有各種各樣的半導(dǎo)體元器件。

西門子（中國）有限公司執(zhí)行副總裁兼數(shù)字化工廠集團(tuán)總經(jīng)理王海濱，向我描繪了PLC如何生產(chǎn)的場景：

“你可以想象，我從市場上收到了不同型號(hào)的產(chǎn)品訂單，這個(gè)訂單要自動(dòng)翻譯到我要生產(chǎn)這些產(chǎn)品所需要的原材料是怎么樣的。這些原材料在我實(shí)際倉庫里都有一個(gè)安全庫存，我要知道根據(jù)訂單的波動(dòng)情況，哪個(gè)原材料它的需求已經(jīng)突破了安全庫存，那就意味著我要向相應(yīng)的供應(yīng)商去發(fā)訂單。

原來這些都是人工做，采購部門有很多采購員，要人為給他們發(fā)訂單?，F(xiàn)在整個(gè)過程都是計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行的，根據(jù)訂單它會(huì)自動(dòng)去檢查物料是否完備，如果不完備它自動(dòng)存儲(chǔ)發(fā)向供應(yīng)商的訂單?！?/p>

截至2016年7月，在成都這家不到500人的工廠里，平均每10秒生產(chǎn)一件產(chǎn)品，年產(chǎn)自動(dòng)化產(chǎn)品超250萬件，每100萬件中有缺陷的不超過10件，處在國際領(lǐng)先水平。

事實(shí)上，西門子選擇在成都設(shè)立全球第二個(gè)數(shù)字工廠，所起得作用遠(yuǎn)非打造“德國工業(yè)4.0”樣板工廠那么簡單。西門子瞄準(zhǔn)的是國內(nèi)工業(yè)升級(jí)改造近萬億巨大市場。德意志銀行報(bào)告顯示，截至2015年，中國自動(dòng)化市場已達(dá)到千億美元，占比29%，位列全球第一。

同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，將進(jìn)一步催化工業(yè)4.0市場，傳統(tǒng)自動(dòng)化將繼續(xù)普及，以關(guān)鍵工序數(shù)控化率為例，由2015年33%，將增長至2025年的64%。

如西門子這般，瞄準(zhǔn)中國數(shù)字化工廠市場的還有諸多國內(nèi)玩家，如華為、海爾等。在王海濱看來，這是塊需要大家共同參與合作的市場，每個(gè)公司在其中都分飾不同角色，總共有這樣四種：

1、工廠本身的運(yùn)營者或者擁有者。如華為做交換機(jī)，海爾制作各種家電，他們自身就有工廠，恰逢需要數(shù)字化升級(jí)改造。海爾還準(zhǔn)備今年推出COSMOPlat工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，向外輸出智能制造的能力。

2、在數(shù)字化工廠技術(shù)方案落地的過程，需要很多自動(dòng)化及信息化，從軟件到硬件很多產(chǎn)品的供應(yīng)商。會(huì)用到如PLC，伺服，工業(yè)軟件——CAD軟件等產(chǎn)供應(yīng)商。

3、EPC（工程總承包），主要看EPC的定位在哪。若EPC熟知工廠背后工藝過程，則他們便能幫助用戶規(guī)劃數(shù)字化工廠的藍(lán)圖，既包括頂層設(shè)計(jì)，也涉及更詳細(xì)的細(xì)節(jié)，類似設(shè)計(jì)院的角色。

4、工程公司或者系統(tǒng)集成商。當(dāng)頂層設(shè)計(jì)、二次詳細(xì)設(shè)計(jì)清楚了，數(shù)字化的建設(shè)將被分到若干具體工程包中去，這就得出現(xiàn)了承接不同工程包的工程公司或者系統(tǒng)集成商。

建立一個(gè)數(shù)字化工廠，往往是四個(gè)角色一起合作，有可能存在一方扮演兩種或三種角色的情況。有時(shí)。針對(duì)某些目標(biāo)項(xiàng)目或重點(diǎn)項(xiàng)目、客戶，西門子可能扮演角色三和四。對(duì)西門子而言，首先還是角色二，主要提供軟件、硬件、產(chǎn)品。

蒙牛是西門子實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工序自動(dòng)化的實(shí)際中國案例。蒙牛通過西門子SimaticITUnilab平臺(tái)，實(shí)施實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)。

以前，從原料入庫、加工，再到出廠流通，一包牛奶要經(jīng)過35個(gè)工序和105個(gè)檢測環(huán)節(jié)，這些只能依靠質(zhì)檢人員將測試結(jié)果抄錄在紙質(zhì)原始記錄單上，再按照公式進(jìn)行計(jì)算，人工判定樣品是否合格。海量數(shù)據(jù)的錄入、匯總、統(tǒng)計(jì)和分析報(bào)表也都依賴人工操作。

在過程實(shí)驗(yàn)室，質(zhì)檢人員通過實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS）對(duì)半成品的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行管理

但現(xiàn)在，通過設(shè)立采樣點(diǎn)、采樣量、檢測項(xiàng)目和頻次等，將檢測儀器與LIMS高度集成，質(zhì)檢人員只需掃描樣品上的條形碼，完成檢驗(yàn)后，數(shù)據(jù)就會(huì)自動(dòng)采集、傳輸?shù)絃IMS，并根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算與判定。人的工作量減少，同時(shí)避免人為因素造成的誤差。據(jù)西門子方面介紹，蒙牛質(zhì)檢效率提升超過15%。

數(shù)字化工廠還有更多想象空間：自主機(jī)器人、人工智能

仔細(xì)算算，西門子已有170年歷史了。正如本屆西門子峰會(huì)里“創(chuàng)新”二字背后代表的寓意，這可能是讓這家百年老店生生不息的原因。

在創(chuàng)新峰會(huì)上，博樂仁多次提到企業(yè)擁抱數(shù)字化未來的成果，并強(qiáng)調(diào)在研發(fā)方面的大力投入。截至2016財(cái)年（2015年10月1日到2016年9月30日），西門子營收電氣化業(yè)務(wù)貢獻(xiàn)約420億歐元，傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)務(wù)約為170億歐元，他們著力發(fā)展的自動(dòng)化業(yè)務(wù)和數(shù)字化業(yè)務(wù)，分別賺得約180億歐元和43億歐元。

西門子CTO博樂仁

同財(cái)年，西門子將47億歐元，即總營收的5.9%均投向了研發(fā)。博樂仁表示，今年將進(jìn)一步增加研發(fā)投入，目標(biāo)是50億歐元。相較而言，2015年我國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)研發(fā)經(jīng)費(fèi)與主營業(yè)務(wù)比為0.9%。

無論對(duì)中國工業(yè)企業(yè)，還是看好中國市場的西門子來說，能做的事其實(shí)還有很多。

在博樂仁眼里，一方面中國是世界上最大的機(jī)器人市場；另一方面，他認(rèn)為中國的人才非常出色。因此，西門子在創(chuàng)新大會(huì)上宣布與清華大學(xué)達(dá)成合作，成立工業(yè)機(jī)器人聯(lián)合研究中心，“西門子中國將主導(dǎo)公司全球自主機(jī)器人的研發(fā)工作?！彼f。

所謂自主機(jī)器人與那些常用于汽車行業(yè)的大型機(jī)器人不同，前者更小、應(yīng)用了人工智能技術(shù)也更聰明，這些機(jī)器人往往自帶必要的傳感器、控制器，它們的運(yùn)行無需外界人為信息輸入和控制，能大量部署在生產(chǎn)線上，與人類協(xié)同工作，完成特定任務(wù)。

這就是控制程序算法的進(jìn)步。過去機(jī)器人比較簡單，比如搬運(yùn)機(jī)器人，把物體從A搬到B，把車的底盤和車頂?shù)冗B接起來的焊接機(jī)器人就復(fù)雜些，主要是涉及運(yùn)動(dòng)軌跡?，F(xiàn)在有些機(jī)械手比以前變得更智能化，如輔助它的機(jī)械臂走過某一曲線，它自己會(huì)記住該路徑，下次就會(huì)按照這樣的軌跡走；還出現(xiàn)些新的機(jī)器人，它能配合著它旁邊工人的動(dòng)作，比如說，如果這個(gè)機(jī)器人碰到人，自己知道要停下來。

與美的收購全球四大機(jī)器人公司之一的德國庫卡集團(tuán)、及格力自主研發(fā)工業(yè)機(jī)器人等走的路徑不一致，西門子中國研究院院長朱驍洵博士說，目前并沒有計(jì)劃安排開發(fā)機(jī)器人本體。按博樂仁的話說，西門子是要為機(jī)器人搭建一個(gè)平臺(tái)，使機(jī)器人更易使用，成本更低。在數(shù)字化工廠的未來，王海濱表示，作為控制軟件、控制器的提供者，西門子也需要與機(jī)械制造商合作。

今日，彭博社報(bào)道了馬云在美國的發(fā)言，他提到各國應(yīng)該放棄通過制造業(yè)驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長的做法，同時(shí)呼吁要向人工智能等新技術(shù)敞開懷抱。

無論是出于對(duì)被淘汰的擔(dān)憂，還是顛覆創(chuàng)新的名頭更吸睛，我們的確看到諸多制造巨頭，面對(duì)包含人工智能在內(nèi)的多項(xiàng)前沿技術(shù)時(shí)的做法與態(tài)度比較積極。比如，西門子在其中央研究院招攬了數(shù)百名人工智能專家，設(shè)立的創(chuàng)新部門next47也將人工智能設(shè)為5項(xiàng)研發(fā)培育方向之一。

西門子把人工智能技術(shù)應(yīng)用在了其最引以為傲的燃?xì)廨啓C(jī)復(fù)雜的操作流程中。要知道，超大型燃?xì)廨啓C(jī)可是公認(rèn)為最難制造的機(jī)械裝備，它的葉片不能有任何瑕疵，誤差僅為幾十微米，否則就算報(bào)廢。有說法是一片葉片與一輛寶馬等價(jià)。

由于燃?xì)廨啓C(jī)受熱太快易灼傷，更換成本太高，盡管有傳感器傳來的幾千個(gè)數(shù)據(jù)，但通過人工監(jiān)控很難確保燃?xì)廨啓C(jī)在最佳點(diǎn)運(yùn)行。而借助人工智能技術(shù)，能在達(dá)到最高能源效率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)最低的設(shè)備損壞率與排放率。

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