西门子梁乃明-未来制造从数字化工厂起步_2
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  当前的中国制造业,不仅要经历从低附加值产品制造向高附加值产品制造转型的阵痛,而且还需要直面正在席卷全球的第四次工业革命浪潮。12月初,SiemensPLMSoftware大中华区首席执行官兼董事总经理梁乃明,在向记者介绍SiemensPLMSoftware如何在成都打造出新一代数字化工厂时表示,中国制造未来之路,可以从打造数字化的企业或数字化的工厂起步,将PLM(产品生命周期管理)、MES(制造执行系统)、ERP进行集成,以实现整个生产从量化到定制化的第一阶段转型。

  工业4.0与两化融合

  第四次工业革命即工业4.0,是从第一、二、三次工业革命演变过来的。相对于蒸汽时代、电气时代、科技时代等前三次工业革命,工业4.0的基础是物联网、服务网以及数据网。它以智能制造为主导,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。在工业4.0时代,一个非常核心的项目是以信息物理系统(Cyber-PhysicalSystems:CPS)为框架建立起包含其设备、仓储系统和工业产品的全球性网络。

  西门子作为主要牵头单位,参与了德国信息物理系统方案的研究和实施,解决了德国在城市化、网络化、工业市场发展中所面临的一些挑战。从全球来看,德国的经验非常适合中国的现状。SiemensPLMSoftware的愿景是帮助中国制造业借鉴德国制造工业的发展经验,全面整合优化产品生命周期和制造生命周期,实现信息化和工业化的融合。

  面对工业4.0的大趋势,梁乃明建议中国制造业分两个步骤应对。第一是构建数字化智能工厂,完善智能化生产系统及过程以及网络化分布式生产设施;第二是实现智能生产,落实涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。

  梁乃明说,中国改革开放三十多年后,低附加值或者高密集人工的生产品在中国的制造业中已经不具有竞争力了。中国制造业要向手机、平板等高附加值产品的生产转移,就需要用科学的手段来实现转型;而且整个生产过程都需要从量化到定制化转变,实现在复杂的情况下的精益生产,这些都是中国生产制造业面临的挑战。

  成都建成第二个安贝格数字化工厂

  在面向工业4.0方向的发展方面,欧洲最大的工厂德国安贝格电子工厂有比较成熟的经验。德国安贝格电子工厂通过SiemensPLMSoftware进行整合,在虚拟的环境中仿真产品研发和生产,不仅实现了产品跨行业的多样化,还提升了生产效率和质量。梁乃明介绍,2013年,西门子以德国安贝格电子工厂为原型,在中国成都建成了又一个数字化工厂西门子工业自动化产品生产研发基地。该基地负责西门子的工业自动化产品,同时肩负生产和研发的两大任务。

  梁乃明介绍,该基地的基本架构采用了数字化工厂国际规范的五层架构。其中,第一层是利用PLM软件和ERP系统构建的企业顶层结构,用以统一提供生产的数据、工艺路线、设计清单等。第二层是生产管理软件,即制造执行系统MES,它起着生产管理的核心作用。第三层是监控系统,用以监控生产过程、物流系统、设备状态等数据。第四层是现场的控制层。第五层是现场的设备层,这个层次体现在生产设备、物流设备、工艺设备中的自动化元器件、自动化设备上,需要上下贯通,以提供大量的数据给上层结构。

  光有了这五个层次的硬件还不够,数字化企业平台还需要具备从产品的规划、开发、建造到售后服务的整个全流程。同时,这个全流程需要横向的资料融合,以及从上到下纵向的结构统一、联通统一的网络。只有具备了这样条件的工厂才能被称作数字化工厂。

  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介绍说,我们生产的数据来源于订单。一旦订单下达了,ERP系统会把生产订单分解到生产MES系统中。MES系统又和下层的自动化系统互动,呈现一个拉动的生产关系。而SiemensPLMSoftware的产品生命周期管理软件,作为一个顶层设计好的产品,提供全厂公用的数据平台,使全厂各个部门能够工作在一个平台中,即互相互通又互相共享。然后再看工艺流程。我们整个工艺流程全部被电子流程所覆盖。覆盖以后,通过工业通讯网络,从上到下各个层次都是用统一的通讯协议和统一的通讯方式贯通的。

  数字化工厂实现三大核心价值

  西门子工业自动化产品生产研发基地,展示的是西门子一百多年在生产和研发方面的经验积累。我们希望中国制造用户借此了解未来的制造方向需要什么,以及如何用数字化的方式来实现精益的生产。

  梁乃明认为,数字化工厂可以实现设计制造融合、准时生产和混线生产等三大核心价值。首先,SiemensPLMSoftware共享数据平台实现了设计与制造的融合。现在,从产品研发部门、产品规划部门到采购或者生产部门再到质量部门,都可以通过SiemensPLMSoftware共享数据平台进行协同的数据管理。也就是说,在前端研发部门开始设计的时候,数据平台就已经在后端制造部门共享了,当设计部门进行修改和变化的时候,后端生产部门在搜料的同时也能得到最新版本的图纸,实现制造环节的各种参数与研发数据的同步;然后仿真、通过CAD、CAM等软件直接传送到生产机床上。这种设计和制造的融合,大大缩短了产品从研发到进入市场的整个收益周期。

  第二,数字化工厂可以实现连续流生产、准时生产等最理想的生产状况,比如,使用SiemensPLMSoftware中的Teamcenter软件,可进行灵活地小批量、多批次生产。由此产生的待售品很少,生产过程中需要的原材料消耗也很少,现金流也会较好。

  第三,数字化工厂可以实现跨行业的产品多样化。传统来说,一条线一般只生产一两种同类产品。但西门子的数字化工厂,因为在整个生产过程中布置了大量的数据检测点和大量的数据采集系统,因此能很容易地实现一条生产线的混线和换模。

  总体来看,数字化工厂平台可以实现包括产品设计、生产规划、生产工程,到生产执行和服务的全生命周期运行,以最小的资源消耗获取最高的生产效率。梁乃明最后总结说。

  记者手记

  Siemens的传统文化是创新和研发。这是记者采访SiemensPLMSoftware大中华区首席执行官兼董事总经理梁乃明过程中,印象最深的一句话。他说,每年Siemens在研发上投入巨大。Siemens全球有超过3万的员工,其中超过1.7万都是软件工程师。除了SiemensPLMSoftware自身之外,在工业自动化各个部门都有负责软件研发的人员。在专利方面,Siemens在欧洲、美国都是名列前茅的,这也是为什么Siemens可以165年持续地生存下来。

  在当前工业4.0的革命中,企业需要思考的是怎么样可以帮助客户不断地创新。有了创新的构想之后,再帮助他们在制造的质量和设计方面提供软硬结合的一体化解决方案,这也就是SiemensPLMSoftware给客户带来的最大价值。

  谈到公司乃至自身的使命,梁乃明说是希望SiemensPLMSoftware可以利用科技的手段帮助国内的制造业,提升中国制造的效益、工艺、质量,并向数字化制造发展,使中国制造企业能够像Siemens一样,成为屹立165年的企业。

  来自工业4.0生产的目标,以创造持续性的工作流、产品质量验证等。这些也是今天中国制造进行高端产品生产的必备条件,是国际大环境下的挑战。SiemensPLMSoftware从2007年开始实施制造与工业化和信息化的融合。大中华区市场总监权奎奭介绍说,在过去几年里,SiemensPLMSoftware不仅自身投入研发,也通过不同的兼并手段来丰富解决方案。在软件方面,收购了UG、专注复合材料领域的Vistagy,以及LMS(仿真测试工具);另外还收购了成本控制与结算的解决方案提供商PerfectCostingSolutionsGmbH。在硬件方面,SiemensPLMSoftware在两化融合方面的成果体现在Simatic及MES解决方案中。

  发展至今,SiemensPLMSoftware在全球的工业软件方面已有五十年的历史,拥有77,000多家客户,以及900多万的装机量。无论是航天航空还是汽车、运输、工业装备、电子制造等行业都有SiemensPLMSoftware的客户。

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