本刊記者/Reporter 高 揚/GAO Yang

軟數(shù)共舞 釋道示器
——“西門子工業(yè)4.0創(chuàng)新實驗室”體驗活動

While software and data are dancing together, presenting Industry 4.0 concept with props——Visit SIEMENS Industry 4.0 innovation laboratory

本刊記者/Reporter 高 揚/GAO Yang

Siemens PLM Software全球高級副總裁兼大中華區(qū)董事總經(jīng)理梁乃明先生

“工業(yè)4.0”這個頻頻被人提及的熱門概念，筆者認(rèn)為可能因為太過抽象，仿佛“每個人心中都有一個哈姆雷特”一樣，每個人都有著自己的理解。10月27日，筆者有幸參加了“西門子工業(yè)4.0創(chuàng)新實驗室”體驗活動，不僅完善了對“工業(yè)4.0”的理解，還探究了“工業(yè)4.0”是如何應(yīng)用于生產(chǎn)制造中，制造企業(yè)該如何向“工業(yè)4.0”靠攏。

參觀之前，Siemens PLM Software全球高級副總裁兼大中華區(qū)董事總經(jīng)理梁乃明先生為觀眾分享了西門子數(shù)字化企業(yè)理念以及工業(yè)軟件在其中的重要作用?！皵?shù)字化結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)，已經(jīng)給我們生活帶來非常巨大的沖擊，對制造業(yè)來講，也不例外。四次工業(yè)革命間隔越來越短，帶來的變化越來越復(fù)雜。”梁總認(rèn)為萬變不離其宗，制造業(yè)需要的是速度、靈活性、效率、質(zhì)量、信息安全。在今天這樣開放的全球市場競爭格局里面，這些要素缺少任何一個都會直接影響自身競爭力。

在工業(yè)浪潮變換中，西門子作為制造公司，也需要轉(zhuǎn)型。西門子著力于用數(shù)據(jù)貫穿起整個制造工藝環(huán)境，打通設(shè)計到測試，到仿真，到排產(chǎn)，到執(zhí)行，到售后服務(wù)的數(shù)據(jù)流，從而達(dá)到高效、質(zhì)量、靈活、競爭、安全的目的。不管是德國還是中國的企業(yè)都需要取變革去跟上這樣的浪潮，梁總總結(jié)西門子從自動化一路走過來，要做到智能化，必須先要有數(shù)字化?！皵?shù)據(jù)必須依靠工業(yè)軟件在各個環(huán)節(jié)流動起來，才能發(fā)揮其強(qiáng)大的力量。”基于產(chǎn)品全生命周期管理的數(shù)據(jù)管理(PLM)平臺和生產(chǎn)運營管理(MOM)平臺，把產(chǎn)品不同進(jìn)程中的數(shù)據(jù)管理起來，這些軟件根據(jù)設(shè)計等環(huán)節(jié)的變化自動地高效地實時更新其他配套環(huán)節(jié)的相應(yīng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)牽一發(fā)而動全身。同時進(jìn)行數(shù)字化雙胞胎的建立，包括產(chǎn)品數(shù)字化雙胞胎，還有生產(chǎn)工藝、制造流程的雙胞胎，甚至到最后制造的設(shè)備、工廠的數(shù)字化雙胞胎。透過數(shù)字化思維，從業(yè)務(wù)架構(gòu)、產(chǎn)品生產(chǎn)流程到行業(yè)應(yīng)用等層面打通了工業(yè)數(shù)字化的“拓普網(wǎng)絡(luò)”，同時配合兩大工業(yè)云(一個工業(yè)云專門負(fù)責(zé)收集采納工廠自動化設(shè)備提取出來的數(shù)據(jù)，一個產(chǎn)品云針對產(chǎn)品的質(zhì)量和使用狀況收集反饋信息。)，實現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)的價值。梁總表示西門子可幫助中國制造業(yè)企業(yè)進(jìn)行涵蓋其整個價值鏈的整合及數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為從產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)實施直至服務(wù)的各個環(huán)節(jié)打造一致的、無縫的數(shù)據(jù)平臺，而正是這種全面的、高度一致的數(shù)據(jù)集成使“工業(yè)4.0”以及《中國制造2025》的實現(xiàn)成為可能。

談及“工業(yè)4.0創(chuàng)新實驗室”創(chuàng)立的初衷，梁總解釋，西門子把整套工業(yè)4.0套件，帶進(jìn)了中國，融入到“工業(yè)4.0創(chuàng)新實驗室”，做一個工業(yè)4.0的智能制造的關(guān)鍵驅(qū)動力。之所以引進(jìn)這個理念，是要幫助國內(nèi)的制造業(yè)企業(yè)，感受一下西門子是怎樣在處理生產(chǎn)不同階段以及如何實現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化。“希望借著這樣案例，可以幫助加速國內(nèi)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型，這是西門子工業(yè)4.0的理念，尤其是把西門子自己走過的路，得到的經(jīng)驗帶給中國的的制造業(yè)企業(yè)，讓他們少走一些彎路?！?/p>

“工業(yè)4.0創(chuàng)新實驗室”在北京西門子大廈的二層，跟傳統(tǒng)意義上的實驗室不同，它更像是一個開放性的分區(qū)塊的展示平臺，這個實驗室以咖啡機(jī)產(chǎn)品線為例，集合西門子的軟硬件實力與最精銳的技術(shù)力量，向參觀人員全面地展示了數(shù)字化企業(yè)的完整雛形。

參觀按照從工藝規(guī)劃和仿真，到生產(chǎn)控制和執(zhí)行，到零件生產(chǎn)、檢測和分析，再到裝配和測試的流程進(jìn)行，相應(yīng)功能的十幾個展位也依次排列。與以往的制造模式不同，該實驗室融合了西門子工業(yè)軟件PLM、MES和TIA三大軟硬件實力技術(shù)，結(jié)合Simatic PLC、傳感器、第三方機(jī)器人、CMM等硬件設(shè)施，還囊括物聯(lián)網(wǎng)、3D打印等行業(yè)熱點，在不同的環(huán)節(jié)展示了以數(shù)字方式實現(xiàn)和管理從流程規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計與仿真、生產(chǎn)線仿真、虛擬調(diào)試、機(jī)器人控制、數(shù)字化的質(zhì)量控制，到遠(yuǎn)程協(xié)作的無縫銜接的生產(chǎn)制造流程。

讓筆者印象深刻的是機(jī)器人仿真系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中機(jī)器人及工人都通過數(shù)字雙胞胎的方式虛擬出來，這不是簡單的三維建模，向虛擬的機(jī)器人輸入程序，它可以按照程序工作起來。在產(chǎn)品的初始化模式上面，對于它的功能性能也可以進(jìn)行驗證和分析。在對產(chǎn)品的功能、性能進(jìn)行驗證之后，再通過人機(jī)互動，達(dá)到可操作生產(chǎn)，并且不會有疲勞的損害，包括操作時間，可以實現(xiàn)節(jié)拍優(yōu)化和產(chǎn)線的平衡。而對于人機(jī)協(xié)作的安全，可以通過對機(jī)器人的操作規(guī)劃，來避免碰撞產(chǎn)生的傷害。

同時還向觀眾演示了基于數(shù)字化雙胞胎對產(chǎn)品，工藝和工廠進(jìn)行仿真驗證，閉環(huán)的質(zhì)量管理，先進(jìn)制造和檢測技術(shù)的應(yīng)用(如3D打印、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)等)，研發(fā)到流程的無縫集成，基于云端的數(shù)字化工廠看板等關(guān)鍵解決方案。

先進(jìn)檢測技術(shù)的應(yīng)用

讓筆者驚嘆的是這個實驗室簡約而不簡單，在那么小的空間上把所有的關(guān)鍵技術(shù)集中展示出來。雖然它不是一個實體工廠，可是它是一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化工廠，為觀眾展現(xiàn)了一個趨近于工業(yè)4.0的從現(xiàn)實中抽象出來的虛擬工廠。

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