探訪(fǎng)西門(mén)子安貝格工廠(chǎng)：最接近工業(yè)4.0的智能制造

　　在2016年漢諾威工業(yè)博覽會(huì )上，包括西門(mén)子、思愛(ài)普、博世等在內的企業(yè)大多以實(shí)物或模型向參觀(guān)者呈現數字化工業(yè)的各種解決方案，人們可以看到智能生產(chǎn)線(xiàn)模型，可以看到機器人、傳感器等反映工業(yè)4.0特點(diǎn)的硬件元素，也可以看到數據處理、智能控制等軟件元素。從2011年漢諾威工業(yè)博覽會(huì )上，德國人提出工業(yè)4.0概念，到2014年中德宣布開(kāi)展工業(yè)4.0合作，工業(yè)4.0這把火從歐洲燒到了中國。那么什么是工業(yè)4.0?記者在參加2016年漢諾威工業(yè)博覽會(huì )期間探訪(fǎng)了西門(mén)子安貝格電子制造工廠(chǎng)(下稱(chēng)“安貝格工廠(chǎng)”)——這一目前被業(yè)界認為最接近工業(yè)4.0概念雛形的工廠(chǎng)，領(lǐng)略了智能工廠(chǎng)的智能制造。

　　何為工業(yè)4.0?

　　“工業(yè)4.0”的研究項目由德國聯(lián)邦政府首先提出，在德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的推動(dòng)下形成。2013年的漢諾威工博會(huì )上，德國政府正式提出“工業(yè)4.0”戰略，并推出《德國工業(yè)4.0戰略計劃實(shí)施建議》(下稱(chēng)《實(shí)施建議》);2015年的工博會(huì )上，在德國聯(lián)邦經(jīng)濟和能源部、聯(lián)邦教研部支持下，多家行業(yè)協(xié)會(huì )聯(lián)合發(fā)起的德國“工業(yè)4.0平臺”正式成立，該平臺已成為德國政府在聯(lián)邦層面促進(jìn)工業(yè)4.0發(fā)展最直接的渠道。

　　工業(yè)4.0的稱(chēng)法主要相對于前三次工業(yè)革命而言：工業(yè)1.0指的是18世紀開(kāi)始的第一次工業(yè)革命，實(shí)現了機械生產(chǎn)代替手工勞動(dòng);第二次工業(yè)革命始于20世紀初，依靠生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)現批量生產(chǎn);工業(yè)3.0則為現代人所熟悉，指的是20世紀70年代后，依靠電子系統和信息技術(shù)實(shí)現生產(chǎn)自動(dòng)化。

　　而工業(yè)4.0則指的是通過(guò)實(shí)現“物聯(lián)網(wǎng)”系統完成大生產(chǎn)，最大程度實(shí)現生產(chǎn)全自動(dòng)化、個(gè)性化、彈性化、自我優(yōu)化和提高生產(chǎn)資源效率、降低生產(chǎn)成本的全新生產(chǎn)方式。

　　根據《實(shí)施建議》描述：在未來(lái)智能工廠(chǎng)中，人類(lèi)、機器和資源能夠互相通信。智能產(chǎn)品“知道”它們如何被制造出來(lái)的細節，也知道它們的用途。它們將主動(dòng)地對制造流程，回答諸如“我什么時(shí)候被制造的”、“對我進(jìn)行處理應該使用哪種參數”、“我應該被傳送到何處”等問(wèn)題。

　　隨著(zhù)工業(yè)4.0進(jìn)程的發(fā)展，開(kāi)放的標準也被提上了議程，太多的專(zhuān)有系統會(huì )阻礙工業(yè)4.0的進(jìn)展。今年的工博會(huì )開(kāi)幕前夕，德國標準化學(xué)會(huì )與5家行業(yè)協(xié)會(huì )共同發(fā)起成立“工業(yè)4.0標準化理事會(huì )”，顯示德國的工業(yè)4.0發(fā)展已瞄向標準制定的新階段。德國標準化學(xué)會(huì )4月20日公開(kāi)發(fā)布了首個(gè)德國工業(yè)4.0參考模型的標準。

　　“工業(yè)4.0平臺”領(lǐng)導小組成員、西門(mén)子公司首席技術(shù)官魯思沃認為，該參考模型是德國發(fā)展工業(yè)4.0的重要一步，首次搭建出一個(gè)完整的框架，包含橫向與縱向的信息技術(shù)融合，涵蓋工業(yè)4.0關(guān)鍵的技術(shù)要素，還包括產(chǎn)品的生命周期以及生產(chǎn)周期，能使不同行業(yè)的企業(yè)朝著(zhù)統一的方向發(fā)展工業(yè)4.0。

　　智能工廠(chǎng)的智能制造

　　位于德國巴伐利亞州東部、透著(zhù)上世紀八九十年代工業(yè)風(fēng)格的紅磚廠(chǎng)房?jì)日M(jìn)行著(zhù)一場(chǎng)向著(zhù)工業(yè)4.0方向的自我進(jìn)化。這是德國工業(yè)巨頭西門(mén)子旗下的安貝格工廠(chǎng)，是歐洲乃至全球最先進(jìn)的數字化工廠(chǎng)。

　　安貝格工廠(chǎng)創(chuàng )建于1989年，如今該工廠(chǎng)每年可生產(chǎn)約1500萬(wàn)件Simatic產(chǎn)品，按每年生產(chǎn)230天計算，即平均每秒就能生產(chǎn)出一臺控制設備。這里的產(chǎn)品合格率高達99.9988%，“世界上還沒(méi)有哪家同類(lèi)工廠(chǎng)具備如此之低的缺陷率。”安貝格工廠(chǎng)負責人Karl-HeinzBüttner稱(chēng)。

　　記者在現場(chǎng)看到，安貝格工廠(chǎng)自身生產(chǎn)過(guò)程也利用Simatic設備進(jìn)行控制，生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現了高度的自動(dòng)化。西門(mén)子安貝格工廠(chǎng)生產(chǎn)工程師ChristophRaum告訴記者，這里的生產(chǎn)設備和計算機可以自主處理75%的流程工作，由人力完成的部分，只有生產(chǎn)過(guò)程的開(kāi)頭部分，即員工將初始組件(裸電路板)放置到生產(chǎn)線(xiàn)上的環(huán)節，此后所有的工作均由機器自動(dòng)控制完成。

　　依靠Simatic設備的高度自動(dòng)化，在24小時(shí)內西門(mén)子安貝格工廠(chǎng)就可將面向全球約6萬(wàn)名用戶(hù)的產(chǎn)品做好交付準備。

　　工業(yè)4.0意味著(zhù)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)入工廠(chǎng)大生產(chǎn)，是一個(gè)嶄新的工業(yè)制造邏輯和方式。過(guò)去是以中心控制指揮系統，每一分鐘對機器發(fā)出指令，而現在則由商品所附帶的信息告訴機器需要什么樣的生產(chǎn)過(guò)程，以制造出符合客戶(hù)要求的產(chǎn)品。

　　“在生產(chǎn)之前，這些產(chǎn)品的使用目的就已預先確定，包括部件生產(chǎn)所需的全部信息，都已經(jīng)‘存在’于虛擬現實(shí)中，這些部件有自己的‘名稱(chēng)’和‘地址’，具備各自的身份信息，它們‘知道’什么時(shí)候、哪條生產(chǎn)線(xiàn)或哪個(gè)工藝過(guò)程需要它們，通過(guò)這種方式，這些部件得以協(xié)商確定各自在數字化工廠(chǎng)中的運行路徑。”ChristophRaum為記者講解道，在未來(lái)的工廠(chǎng)里，設備和工件之間甚至可以直接交流，從而自主決定后續的生產(chǎn)步驟，組成一個(gè)分布式、高效和靈活的系統。

　　目前，安貝格工廠(chǎng)的姊妹工廠(chǎng)——西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品成都生產(chǎn)研發(fā)基地(下稱(chēng)“西門(mén)子成都工廠(chǎng)”)已在中國四川成都誕生。西門(mén)子成都工廠(chǎng)承擔著(zhù)西門(mén)子全球工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品研發(fā)的角色，全廠(chǎng)內實(shí)現了從管理、產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)到物流配送全過(guò)程的數字化，并且通過(guò)信息技術(shù)，與德國生產(chǎn)基地和美國的研發(fā)中心進(jìn)行數據互聯(lián)。