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探秘西门子在华首个数字化工厂

发表时间:2015/2/25 作者:佚名  来源:先进制造业
在工业4.0的时代图景下,制造业正在发生一场怎样的变革?作为制造业基础组织单元的"工厂”,将会迎来一次怎样的颠覆?

  在工业4.0的时代图景下,制造业正在发生一场怎样的变革?作为制造业基础组织单元的“工厂”,将会迎来一次怎样的颠覆?

  变革的时代,新鲜的概念、前沿的理念层出不穷。而一个有说服力、有参照价值的样本,或许能给身处变革大潮之中的佛山,带来更多鲜活的印象与具象的感触。

  在距离佛山数千公里外的成都市西北角,距离郫县县区3公里处,坐落着一座看似普通的“特殊工厂”。

  这座正式投产仅一年多的工厂内,设置了一个由各种系统组合而成的全集成自动化流程展示图。展示图中,工厂的处理系统相当于大脑,连接网络如同它的神经,驱动系统就像是肌肉,传感器就相当于眼睛和鼻子。事实上,这个仿如人体系统一样的工厂内,“数据”是从研发到生产到管理和配送,每个环节机器间沟通的“语言”。

  这样一座以数字化为中心,通过自动化设备和各种软件互联互通的工厂,正是西门子在中国设立的首家数字化工厂——-西门子工业自动化产品成都生产研发基地(SEWC)。

  近日,带着为佛山“智能制造”寻找样本,为“车间进化”探访案例的意图,记者前往成都,实地揭秘一座短短一年内就接待了4000名考察访客的前沿工厂。

  驱动系统是肌肉 传感系统是眼鼻自动化工厂“被想象成人体”

  西门子成都数字工厂在投产后意外地成为了“景点”,甚至EMBA课程也把它列入其中当成一个案例研究。这座强调“数字化”的工厂,首先是一个实现了全集成自动化的“人体”,相比同类型普通工厂节省人员近50%,最大程度实现自动化的物流配送。这不仅节省了占地和劳动力,还如同一个“聪明的小护士”,知道什么时候要给“医生”(工厂)递怎样的“手术刀”(物料)。

  当迎来一个又一个的参观者时,西门子也感到有些意外。

  这座占地35300平方米,外形与普通工厂无异,被西门子命名为“工业自动化产品成都生产研发基地”(以下简称“SEWC”)的全新工厂,在一年半前正式投产运营。对外开放后,这座由西门子在中国设立的首家,也是唯一一家数字工厂,意外地成为成都高新区内一个新“景点”。

  “从2013年9月正式运营起,一年内相继来参观的人就达到4000人。”西门子工业自动化产品成都生产研发基地卓越运营部经理戴霁明对南方日报记者表示,这些慕名而来的访客来自美国、以色列、中国等,包括官员、企业家、客户等,甚至一些大学也把SEWC列入EMBA课程的一个研究案例。

  事实上,作为西门子在全球建立的首家数字工厂,德国安贝格工厂建于25年前。但仅用一年多的时间,位于成都的SEWC的生产质量就已与德国安贝格工厂看齐。目前SEWC的产品合格率达到99.85%。“以投产一年多的时间来看,这是非常好的成绩。”西门子工业自动化产品成都生产研发基地副总经理李永利说。

  如同SEWC的命名,数字化工厂是一座强调“数字化”的“机体系统”,它首先实现了全集成的自动化。

  “我们把自动化后的工厂想象成人体。”戴霁明说。在SEWC参观走廊上,一个被称为全集成自动化的展示板中,贴满了各种各样的工业系统,但这些系统却各自拥有“特殊”的名称。

  在这座到处都是传感器的工厂里,戴霁明指着展示板说道,工厂的处理系统就相当于大脑,连接下面的网络就是它的神经,驱动系统就是肌肉,传感器就相当于眼睛和鼻子,这样形成一个像人一样自动运转的整体。

  基于全集成自动化,在SEWC参观走廊的下方,仅占用工厂十分之一占地面积的生产车间内,并没有普通工厂常见的传统的物料暂存区。“所有产品完成生产后直接由产线发出,进入物流中心进行配送。”戴霁明说。

  从整个生产工序来看,工厂从自动取料开始,先进行印刷电路板的工段,之后进行贴片、穿孔等全部已经实现自动化的生产工序,再统一送到车间中转库,由其进行生产线分配后再组装。

  在这样的产线上,只有几名工人不时看着屏幕上的数字化看板。看板上,红、黄、绿三种颜色代表着物料的数量。每当物料经过工人座位上的扫描枪,就会实现自动扫描,若物料出现短缺,就会马上传送到自动物流仓库。

  这个被称为自动物流系统的部门,走到原材料的存放处,是两个高达18米的自动化高位货架,两部高速运转的取料机如同人一样。根据后台的数据提示,这两部取料机依靠数字定位迅速地抽出对应的原材料,并通过自动传输轴,马上传送到生产车间。

  “当物料需求的信息传导到自动物流仓库,仓库最长只需要30分钟就能把物料送到车间。”戴霁明表示,这套自动化系统不仅替代了大量的员工,而且还可以实现小批量多批次的发货。“整套系统就像聪明的护士,它知道医生(工厂)什么时候需要它传递什么样的手术刀(物料)。”

  而这样一个管理着2万多个箱子的物流部门,仅有12个人。按照传统工厂的“三班倒”,这意味着每一个生产班次中仅有4名员工负责管理物流仓储。

  事实上,来自SEWC提供的情况显示,在该工厂内仅有350人,其中生产车间员工仅100人。“以平均水平来看,数字化工厂的人员相比传统工厂节省30%到50%的人员。”李永利说。

  “数据”成机器之间的“语言”近百款软件实现互联式沟通

  与普通的工厂相比,SEWC在使用ERP,PLM等软件时,最大不同是实现了所有软件的互联互通,以及虚拟和现实的交互。这是追随者要学习攻克的难点,也是迈向工业4.0的关键点。而同样借助软件,在SEWC中进行的所有研发都靠“电脑”完成,只有在最终生产时才“落地”变现。

  但所谓数字化工厂,并不仅仅停留在通过全集成自动化来减少产线上的蓝领员工。李永利表示,数字工厂内借助大量不同的软件,以此实现对于部分“白领”群体的“替代”,即企业生产管理层面的效率提升。

  “我们工厂内正在使用的软件至少有数十到近百类。”戴霁明说,这些软件的单个或多个使用在国内其实很普遍,比如ERP、SAP等。“但数字化工厂与传统工厂最大的不同是,我们所有软件之间的数据都实现了打通,系统之间实现了互联互通。”

  而要实现不同软件、系统之间的互联互通既是最大的难点,也是数字工厂迈向工业4.0的重要一点。正如在乌尔里希·森德勒主编的《工业4.0——即将来袭的第四次工业革命》中提到的,“软件是工业的未来”,并强调“通过软件的交互性并不仅仅是在生产层面,还在于业务层面”,也就是说,“通过工业软件,实现了虚拟和现实的交互。”

  在SEWC内部,要让数据成为机器之间沟通的“语言”,其中重要的一点是,采用拥有彷如“中枢神经”一样的“数据管家”,即Teamcenter。通过这个“管家”,工厂内不同的软件、系统和部门都可以实时摘取数据,或实时导入数据。

  在SEWC三楼的工厂参观走廊上,一个工业显示屏上实时地显示着工厂内部不同环节的数据。戴霁明用手指点击屏幕上的“工厂原材料配送实时情况”一栏,“你看,屏幕里显示有一块物料刚出仓。再过一会儿,它马上就被送到车间来了。”

  各类软件的互联后,数据实现了交互,也让整个工厂的运转变得更有效率。

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