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工业4.0,西门子再度先行

发布日期:2013-06-05 09:54

    不是我跟不上时代,而是这个世界变化太快!当我还在"致我们终将逝去的青春"时,别人已开始"入侵华尔街"!


    今年春节,由于写文章的需要,在网上查到了由美国华盛顿特区经济趋势基金会总裁、享有国际声誉的社会批评家和畅销书作家杰里米•里夫金所著的《第三次工业革命》一书的简介,在这本书中,作者为我们描绘了一个宏伟的蓝图:数亿计的人们将在自己家里、办公室里、工厂里生产出自己的绿色能源,并在"能源互联网"上与大家分享,这就好像现在我们在网上发布、分享消息一样。能源民主化将从根本上重塑人际关系,它将影响我们如何做生意,如何管理社会,如何教育子女和如何生活。


    说实话,到现在为止我也只是看了本书的摘要和几篇书评,印象最深刻的是作者认为,历史上数次重大的经济革命都是在新的通讯技术和新的能源系统结合之际发生的,新的通讯技术和新的能源系统结合将再次出现--互联网技术和可再生能源将结合起来,将为第三次工业革命创造强大的新基础设施。


    当我还在琢磨和探讨"第三次工业革命"的话题时,4月份德国汉诺威之行又一次让我感觉到自己有些OUT啦!德国人已经提出工业4.0。


    在为期一周的"2013西门子高效成就生产力德国之旅"中,通过聆听报告、实地参观以及多层面采访,我深切感受到工业4.0已经不是一个概念,因为全球工业巨擘西门子从理念到技术、从产品到应用都迈出了实质性的步伐,相信其也必将再度引领新一轮变革!

 

    图1:2013汉诺威工博会西门子展台

 

    图2:中国行业媒体代表参观西门子城


    工业4.0的诞生


    工业4.0诞生于德国并不意外,因为这个老牌工业强国也曾是第二次工业革命的策源地。


    德国人经过研究认为,产品性能日益完善,其结构也更复杂、更精细,功能更多样化,因此,产品所包含的设计和工艺信息量猛增,由此带来生产线和生产设备内部的信息流量增加,制造和管理工作的信息量剧增,自动化制造系统在信息处理能力、效率和规模上都已经难以满足当前工业制造的需求。德国政府提出了工业4.0计划,引领工业制造业朝高度信息化、自动化、智能化方向发展。
 


    其实工业4.0一词并不是今年的新名词,而最早是由德国人工智能研究中心的董事兼行政总裁沃尔夫冈瓦尔斯特尔教授在2011年汉诺威工业博览会开幕式致辞中提出来的,工业4.0的概念描述了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中,传统的行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变,产业链分工将被重组。


    对于工业4.0,德国机械设备制造业联合会信息、软件和电子自动化领域负责人莱纳·格拉茨是这样解释的,工业4.0是工业生产的一种全新思路,以前人们必须在生产前制定好生产程序,改变一个生产任务十分耗时费力。在新的系统中,产品的组件直接与生产系统沟通,发出接下来所需生产过程的指令。4.0时代的工业将改变整个生产技术的使用,整个系统将更加智能,联网更加紧密,不同组件之间可以相互沟通,工作更快、做出反应更加迅速。


    凸显世界工业未来发展趋势的汉诺威工业博览会将今年的主题设定为"融合的工业",德国人更是将其视为工业4.0的绝佳发布平台。其实今年年初,德国三大工业协会共同设立了一个名为工业4.0平台的办事处,集合经济、科学领域的多名专家并联合工业企业为联邦政府建言献策。在汉诺威工业博览会期间,该平台正式启动。


    在人类工业文明的发展史上,第一次工业革命使19世纪的世界发生了翻天覆地的变化;第二次工业革命为20世纪的人们开创了新世界;第三次工业革命同样也在21世纪从根本上改变着人们的生活和工作。而工业4.0 ,必将是工业文明发展中又一重要里程碑,行将改变人类生产方式,将是全球制造业未来发展的方向,同时也为工业自动化产业展示出空前博大和深远的发展愿景。

 

    图3:2013西门子"中国工业日"嘉宾合影

 

    图4:中国行业媒体代表与西门子中国高层举杯


    西门子的工业4.0


    德国人提出了工业4.0,作为全球工业领导者的西门子自然再次成为这一变革的先行者。
 


    在先工业4.0时代,西门子利用2013年汉诺威工业博览会的平台,展示了如何通过世界领先的科技与创新帮助制造业应对今天的挑战,及如何打造未来制造业的发展模式。西门子股份公司管理委员会成员兼西门子工业业务领域首席执行官鲁思沃博士(Prof. Siegfried Russwurm)认为,当今的制造业和生产技术领域的变化巨大并且快速,然而,要实现"工业4.0",虽然还有很长的路要走,但今天的西门子已为实现这一目标奠定了扎实的基础。创新的工业信息技术及软件在此发挥了决定性的作用,使产品开发和生产得以集成和协同,为全面优化产品开发和生产过程创造条件。

 

    图5:西门子工业业务领域首席执行官鲁思沃博士


    实现虚拟和现实的开发与生产之间的相互融合是工业4.0的重要标志,凭借全集成自动化(TIA)和"数字化企业平台", 西门子长久以来占据着信息技术集成领域的领导地位。为了进一步扩大其在工业信息技术和工业软件领域的创新领导地位,目前,西门子仍在不断努力,鲁思沃介绍,自2007 年以来,西门子已为此投资了40多亿欧元进行多项战略并购,最近,通过并购专业机电系统测试与仿真公司比利时LMS,进一步强化了其软件产品线,客户将来即可以使用统一的集成数据库,来进行产品的仿真、测试、优化以及生产。


    一个很好的例证就是西门子与美国国家航空航天局(NASA)火星探测计划项目的合作,在"好奇号"火星探测器的整个开发过程中,喷气推进实验室(JPL)全程使用西门子的产品生命周期管理(PLM)软件来对火星探测器进行数字化设计、模拟和虚拟组装,以便后续制造物理样机。该软件有助于确保所有组件的正确组合和正常运行,并能经受所面临的任何环境的考验。


    其实对于面临全球激烈竞争的工业企业,虚拟规划和实际生产所进行的信息技术集成已可以显著提高其生产力。工业领域的一些主要企业,如汽车制造、航空航天和机械工程,正在着手优化其在整个价值链的竞争力。"通过数字化产品开发和生产,推动现代化生产方式的变革,在这方面,西门子付出了比其他企业更多的努力。我们已经步入正轨,例如与戴姆勒、宝马汽车、空中客车三家公司签订了长期的合同;另外,汉诺威博览会上有大约10万名观众来西门子展位参观,其中很多观众都代表了中小企业",鲁思沃这样表示。


    自 20 世纪 90 年代以来,西门子一直持续为各种客户提供着系统集成越来越深入的最现代化的自动化和驱动技术,同时提供越来越丰富的产品、系统和服务组合,通过基于软件和硬件的整个价值链上的集成来实现最佳效果。全集成自动化(TIA)是西门子先人一步迈入工业4.0时代的基础,TIA可实现企业中的所有自动化组件的完美协同,从而不断优化生产。基于TIA,西门子提出了涵盖产品开发及生产全过程的整体性理念,集成产品规划与生产过程,提高生产力、效率和灵活性。

 

    图6:西门子媒体座谈会合影

 

    图7:IDS媒体发布会现场


    西门子驱动技术集团的首席执行官 Ralf-Michael Franke表示:"借助驱动技术和自动化解决方案的整合,西门子为企业提供了新的方式来提高产品的灵活性和质量,同时节约成本并改进设备安全性和能源效率。"在谈到驱动系统与 TIA 以及用于工程组态和运行的软件系统的集成独特性时,西门子使用了"全集成驱动系统"(IDS) 这个概念。西门子全集成驱动系统采用三重集成理念 - 横向集成、纵向集成和全生命周期集成,将驱动系统的每一个部件都集成到整个驱动链和自动化控制系统中,并涵盖整个产品生命周期。
 


    IDS是通往集成型产品和产品生命周期道路上的重要一步。在TIA博途中集成驱动技术可大大简化工程组态、调试和诊断任务。规划阶段的配置,相应的模拟和传动系统的布局,包括产品生命周期过程中的无缝数据管理,都会带来更高的效率和可靠性。以此,用户可轻松应对生产过程中越来越多的数字化技术。


    IDS横向集成和纵向集成容易理解,而不同生命周期阶段集成的应用在机床驱动技术的集成上表现突出。人们必须将极高的加速度、精度(单位:微米)和大量伺服轴精确协调在一起。例如为客户开发DMG和Index机器时,从一开始就对带有System NX、Tecnomatix和虚拟控制器的数字模型进行了优化。同时对运动序列进行了模拟,并测试碰撞效果和生产率。其优势也非常明显:与传统机械制造技术相比,此时的机械设计更快更精确;成本可节省40%到80%。


    面对工业4.0的中国制造业


    工业4.0时代来临,全球的制造业都将发生巨大的改变,发达国家希望通过重新塑造制造业来振兴经济,制造业的"逆转移"态势已经开始,而越南、印度等发展中国家以更低成本的优势在争抢中国制造的国际订单,来自双向的竞争压力,中国制造业该何去何从?中国要保住世界制造中心的地位,中国制造业就必须转变发展方式,大力发展数字化、智能化制造,同时培育新的商业模式,在国内形成供应链、价值链体系,以供应链的形式进入国际市场。

 

    图8:西门子(中国)有限公司工业业务领域总裁吴和乐博士

 

    图9:参观西门子安贝格自动化工厂


    加强工业数字化进程,构建工业集成化的平台无疑成为中国制造业应对工业4.0变革的重要举措。在此方面,西门子在中国的成都数字化工厂可作为典范。西门子工业自动化产品成都生产及研发基地(SEWC)是西门子在中国设立的最大的现代化数字工厂,工厂一期2012年3月开工建设,已于2013年初竣工。该项目位于成都高新区西部园区,总建筑面积约40,000平方米。西门子(中国)有限公司工业业务领域总裁吴和乐博士(Dr. Marc Wucherer)表示:"作为西门子安贝格电子制造工厂(EWA)的姊妹工厂,成都工厂将制造世界级的自动化产品,为全球客户创造可信赖及可持续的价值。成都工厂不仅将再现西门子数字化工厂的理念,还将印证西门子对最优产能和效率的一贯追求。"我曾在去年和今年汉诺威工博会期间两次受邀参观西门子安贝格工厂,对这个"欧洲最佳工厂"印象极其深刻,西门子成都工厂如果完全按照安贝格工厂的标准建设,定会成为西门子巩固在中国自动化市场霸主地位的坚强后盾。

 

    图10:西门子安贝格自动化工厂

 

    图11:西门子成都数字化工厂


    此外,西门子的IDS对于中国制造业也将发挥更为重要的作用,西门子工业业务领域驱动技术集团总经理林斌先生认为:"面对全球的竞争与市场日益变化的需求,中国的用户正面临制造业升级的压力。而通过西门子驱动技术在全集成方面的创新与领先优势,可以帮助中国客户提升生产力、设备的可靠性与能源使用效率"。林斌强调,西门子全集成驱动系统采用"三重集成"的理念,即横向集成、纵向集成和产品生命周期集成,可将驱动系统的每一个部件都集成到工业生产的整个驱动链和自动化控制系统中,乃至整个产品生命周期,对于处于转型升级关键时期的中国制造业意义重大。


    总之,在工业4.0时代,中国的工业生产已不能仅满足于劳动密集型和资源密集型产品的生产,只有将新技术与工业生产密切结合,优化工艺流程,提高产品含金量,才能在国际化工业竞争中立于不败之地。而对于再次引领工业4.0的西门子来说,无疑将在中国持续大展宏图!
 


   
    附:风清云淡1974(笔者)#汉诺威工业博览会#微博精选:


    #汉诺威工业博览会# 西门子今年在汉诺威工博会的主题依然是"高效成就生产力",但前面加了"做正确的事",被诠释为"更上一层楼",着力制造业的未来!(4月8日)


    #汉诺威工业博览会# 今天上午参观了"西门子城",作为西门子庞大工业帝国的起源地,虽然是第二次参观,它依然让我感觉到历史的厚重。现在是柏林时间下午三点,正去汉诺威的路上,晚上六点半,西门子将举办全球媒体发布会,期待中。(4月9日)


    #汉诺威工业博览会# 西门子工业新闻发布会比预定时间多了近一个小时,除西门子工业业务领域首席执行官鲁思沃博士发表主题演讲外,今年还邀请了德国德勤主管合伙人THOMAS M.DOEBLER做关于全球制造业竞争力分析报告,两个报告有一个共同点就是多次提到中国,而且对中国未来5到10年的发展非常看好。(4月9日)


    #汉诺威工业博览会# 可能正是因为中国市场的地位提升,今年的新闻发布会问答环节本人又有幸首先提问,在回答西门子对于中国客户如何提供价值链解决方案时,鲁思沃认为中国制造业已经与欧美平起平坐,因此西门子也是提供了最新的高端技术、产品和服务,而且会加强本土化战略。(4月9日)


    #汉诺威工业博览会# 西门子汉诺威媒体圆桌会议,首先讨论自动化软件议题。西门子PLM软件欧洲,独联体市场营销副总裁Neil Dunsmuir:在复杂性越来越高的今天,HD-PLM可为产品生命周期中的所有人适时提供正确信息,以供迅速制定准确的决策,帮助您制造出优秀产品。(4月9日)


    #汉诺威工业博览会# 西门子今天下午在汉诺威展会发布了"全集成驱动系统IDS",充分彰显了三维集成的优势:一是横向沿动力流对驱动总线(电机、齿轮箱、联轴器和逆变器)集成;二是纵向沿信息流实现驱动、控制直至MES信息系统集成;三是通过软件和服务对整个生命周期提供完美支持。(4月10日)


    #汉诺威工业博览会# 西门子今天的2013"中国工业日"可谓给足中国客户面子,全场桌上中国国旗,"西门子欢迎您"大字闪耀,吴和乐的中文主持,尤其是欢迎晚宴上两次演唱"茉莉花"火爆全场。别人认为中国市场前景十分广阔,而我十三万万同胞中多数人仍在整天抱怨哀叹,岂不悲哉!(4月10日)


    #汉诺威工业博览会# 西门子安贝格自动化工厂EWA的质量达到14dpm(百万分子十四),这是了不起的成绩,75%的生产制造实现全自动化。中国成都工厂将继续传承。(4月11日)


    #汉诺威工业博览会# 今天参观完西门子慕尼黑总部,标志着本次德国之旅结束。西门子总部更关注全球化、老龄化、城镇化和能源环境等大问题,对应的是西门子工业、医疗、交通和能源四大业务领域的前瞻性研究。(4月11日)