西門(mén)子的未來(lái)工廠(chǎng)什么樣？

　　?未來(lái)的制造不再是密集的工人、龐大的生產(chǎn)規模了，而是基于大數據、互聯(lián)網(wǎng)、人，結合各種信息技術(shù)進(jìn)行數字化、自動(dòng)化的柔性制造。

　　?在數字化制造下，研發(fā)和制造都基于同一個(gè)數據平臺，研發(fā)和生產(chǎn)幾乎同步，改變了傳統制造的節奏。

　　?一個(gè)完整的生產(chǎn)環(huán)節，在傳統的制造企業(yè)要通過(guò)幾十甚至上百人的手去完成，而在西門(mén)子成都工廠(chǎng)的車(chē)間內，只需要寥寥可數的幾個(gè)工人，因為大多數的工序都是自動(dòng)完成的。

　　未來(lái)工廠(chǎng)不再只是由大型設備堆砌起來(lái)的機械巨獸。未來(lái)人們對產(chǎn)品的追求也不再是千篇一律的大眾化產(chǎn)品，取而代之的是多種多樣、個(gè)性化、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。制造工廠(chǎng)追求的目標不再是工業(yè)化大生產(chǎn)，而是多品種、個(gè)性化、優(yōu)質(zhì)和高效。這樣的變化，會(huì )產(chǎn)生幾乎無(wú)窮無(wú)盡的參數指標以及難以處理的復雜供應鏈，傳統工廠(chǎng)的生產(chǎn)水平已經(jīng)達不到需求。

　　什么是未來(lái)工廠(chǎng)?

　　今天，最理想的生產(chǎn)狀況是怎樣的?例如要生產(chǎn)100輛卡車(chē)、100輛轎車(chē)，是先生產(chǎn)100輛卡車(chē)，還是大卡車(chē)與小轎車(chē)的這種混合交替生產(chǎn)?假如先生產(chǎn)100輛卡車(chē)，會(huì )產(chǎn)生大量的待售品，占用更多的現金流。所以理想的生產(chǎn)狀況是進(jìn)行靈活的小批量、多批次生產(chǎn)，使它能夠很均勻、連續地生產(chǎn)，產(chǎn)生的待售品很少。如此一來(lái)，生產(chǎn)過(guò)程的原材料消耗也更少，現金流更好。

　　位于德國安貝格的西門(mén)子電子制造工廠(chǎng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“安貝格工廠(chǎng)”)就是智能化未來(lái)工廠(chǎng)夢(mèng)想實(shí)現的雛形，也是以德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界提出的“工業(yè)4.0”概念為目標而打造的現代工廠(chǎng)。德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界在2013年提出的“工業(yè)4.0”概念是指以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命或革命性的生產(chǎn)方法，將制造業(yè)向智能化轉型。

　　安貝格工廠(chǎng)擁有一套高度數字化的生產(chǎn)流程，生產(chǎn)的產(chǎn)品本身?yè)碛?6億個(gè)部件，且每年的衍生產(chǎn)品制造數量超過(guò)5萬(wàn)臺。為能靈活實(shí)現小批量、多批次的生產(chǎn)，西門(mén)子公司需要采購來(lái)自250家供應商的約1萬(wàn)種原材料，并將它們制造成950種不同類(lèi)型的產(chǎn)品。根據Gartner在2010年的調查顯示，安貝格工廠(chǎng)中每100萬(wàn)件產(chǎn)品中的殘次品數量只有15件，生產(chǎn)線(xiàn)的可靠性達到99%、可追溯性高達100%。

　　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(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“西門(mén)子成都工廠(chǎng)”)在成都高新西區誕生并且投產(chǎn)了。它外觀(guān)樸素低調、也不鋪陳排場(chǎng)，但全廠(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)。

　　不僅如此，西門(mén)子成都工廠(chǎng)能實(shí)現靈活的小批量、多批次生產(chǎn)，這樣產(chǎn)生的待售品很少，原材料消耗也很少，現金流也會(huì )較好，達到傳統工廠(chǎng)難以實(shí)現的最理想的狀態(tài)——高效、自動(dòng)化的實(shí)現連續流生產(chǎn)和準時(shí)生產(chǎn)。

　　專(zhuān)屬的“生產(chǎn)旅程”

　　傳統的制造中，通常先由研發(fā)部門(mén)出一張圖紙，然后交給生產(chǎn)部門(mén)做出樣品，圖紙再返回研發(fā)部門(mén)調整、修改后再進(jìn)行生產(chǎn)。在數字化制造下，研發(fā)和制造都基于同一個(gè)數據平臺，研發(fā)和生產(chǎn)幾乎同步，改變了傳統制造的節奏。

　　西門(mén)子成都工廠(chǎng)研發(fā)制造新產(chǎn)品的旅程始于Siemens PLM Software產(chǎn)品生命周期系統管理(PLM)軟件，它支持產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中從設計到工程和制造的各個(gè)方面 。

　　研發(fā)部門(mén)的工程師們在設計過(guò)程中進(jìn)行仿真組裝，實(shí)現“可見(jiàn)即可得”。由于西門(mén)子數字化設計軟件的應用，大大縮短了產(chǎn)品從設計到分析的迭代周期，也減少了多達90%的編程時(shí)間。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的時(shí)間相應縮短了。

　　設計好的產(chǎn)品會(huì )帶著(zhù)專(zhuān)屬于自己的數據信息繼續“生產(chǎn)旅程”。這些數據同時(shí)都被“寫(xiě)”進(jìn)數字化工廠(chǎng)的數據中心中，供質(zhì)量、采購和物流等部門(mén)共享。采購部門(mén)會(huì )依據產(chǎn)品的數據信息進(jìn)行零部件的采購，質(zhì)量部門(mén)會(huì )依據產(chǎn)品的數據信息進(jìn)行驗收，物流部門(mén)則是依據數據信息進(jìn)行零部件的確認。

　　當質(zhì)量、采購、物流等不同部門(mén)調用數據時(shí)，他們使用的是共享的文檔庫。而且任意數據發(fā)生更新，不同的部門(mén)也都能第一時(shí)間得到最新的數據，這使得西門(mén)子成都工廠(chǎng)研發(fā)團隊的工作變得簡(jiǎn)單、高效，避免了傳統研發(fā)制造企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)環(huán)節或不同部門(mén)之間由于數據平臺不同造成的信息傳輸壁壘。

　　成都工廠(chǎng)承擔著(zhù)西門(mén)子全球工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品從研發(fā)到制造的角色。研發(fā)是數字化工廠(chǎng)“數據鏈條”的起點(diǎn)，研發(fā)環(huán)節產(chǎn)生的數據將在工廠(chǎng)的各個(gè)系統間實(shí)時(shí)傳遞，數據的同步更新避免了傳統制造企業(yè)經(jīng)常出現的由于溝通不暢產(chǎn)生的差錯，也使得工廠(chǎng)的效率大大提升。

　　西門(mén)子成都工廠(chǎng)總經(jīng)理 Andreas Bukenberger 介紹:“應用了西門(mén)子數字化企業(yè)平臺解決方案的成都工廠(chǎng)與西門(mén)子在中國的其他工廠(chǎng)比較，產(chǎn)品的交貨時(shí)間縮短了50%?！倍拔奶岬降奈鏖T(mén)子成都工廠(chǎng)的姊妹工廠(chǎng)——西門(mén)子德國安貝格電子工廠(chǎng)目前可實(shí)現年產(chǎn)零部件100萬(wàn)件，即平均1秒生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品，未來(lái)的成都工廠(chǎng)將有望沖擊這一紀錄。

　　自動(dòng)化的生產(chǎn)

　　在西門(mén)子成都工廠(chǎng)的廠(chǎng)房里，竟然看不見(jiàn)傳統制造工廠(chǎng)密集的工人在不同的流水線(xiàn)上繁忙工作的情景，偌大的車(chē)間只有屈指可數的幾個(gè)工人工作。

　　以可編程控制器裝配工位的工人為例，他每天的任務(wù)就由西門(mén)子MES系統生成，而且電子任務(wù)單會(huì )顯示在他工作臺前方的電腦顯示屏上，實(shí)時(shí)的數據交換間隔小于1秒，隨時(shí)可以看到最新的版本。西門(mén)子MES系統包攬了傳統制造企業(yè)生產(chǎn)計劃調度的職能。沒(méi)有了人工抄寫(xiě)的任務(wù)單，省去了不同生產(chǎn)線(xiàn)交流的復雜環(huán)節。生產(chǎn)訂單由MES統 一下達，在與ERP系統高度的集成之下，還實(shí)現了生產(chǎn)計劃、物料管理等數據的實(shí)時(shí)傳送，工廠(chǎng)管理與生產(chǎn)也達到高度協(xié)同。

　　在裝配工作臺上有5個(gè)不同的零件盒，每個(gè)零件盒上都配有指示燈。當自動(dòng)引導小車(chē)送來(lái)一款待裝配的產(chǎn)品時(shí)，電腦顯示屏上會(huì )出現它的信息，相應所需零件盒上的指示燈亮起，裝配的工人就知道該安裝什么零件了。這是由于傳感器掃描了產(chǎn)品的條碼信息，并將數據實(shí)時(shí)傳輸到了MES系統，MES系統再通過(guò)與西門(mén)子全集成自動(dòng)化系統(TIA)的互聯(lián)操縱零件盒指示燈，從而代替人完成了思考的過(guò)程。這樣滿(mǎn)足了自動(dòng)化產(chǎn)品“柔性”生產(chǎn)的需求 ，即在一條生產(chǎn)線(xiàn)上同時(shí)生產(chǎn)多種產(chǎn)品。有了指示燈的提示和對應，即使換另外一種產(chǎn)品也不會(huì )怕裝錯零件了。

　　西門(mén)子全集成自動(dòng)化解決方案(TIA)在很大程度上替代了人類(lèi)的大腦、視覺(jué)和手臂。西門(mén)子用可編程控制器來(lái)引導生產(chǎn)流程，用視覺(jué)系統來(lái)識別質(zhì)量、用自動(dòng)引導小車(chē)來(lái)傳遞產(chǎn)品 。

　　工人裝配好產(chǎn)品，按下工作臺上的一個(gè)按鈕，自動(dòng)化流水線(xiàn)上的傳感器就會(huì )掃描產(chǎn)品的條碼信息，記錄它在這個(gè)工位的數據。MES系統將以該數據作為判斷基礎，向控制系統下達指令，指揮小車(chē)將它送去下一個(gè)目的地，這個(gè)過(guò)程完全不需要人工。

　　在到達下一個(gè)工序前，產(chǎn)品要通過(guò)“嚴格”的檢驗程序，在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中針對產(chǎn)品的質(zhì)量檢測節點(diǎn)就超過(guò)20個(gè)。視覺(jué)檢測是數字化工廠(chǎng)特有的質(zhì)量檢測方法，相機會(huì )拍下產(chǎn)品的圖像與數據平臺中的正確圖像作比對，一點(diǎn)小小的瑕疵都逃不過(guò)品質(zhì)管理模塊的“眼睛”。對比傳統制造企業(yè)的人工抽檢，這顯然要可靠又快速得多。

　　在經(jīng)過(guò)多次裝配并接受過(guò)多道質(zhì)量檢測后，成品將被送到包裝工位。再經(jīng)過(guò)人工包裝、裝箱等環(huán)節，一箱包裝好的自動(dòng)化產(chǎn)品就會(huì )通過(guò)升降梯和傳送帶被自動(dòng)運達物流中心或立體倉庫。

　　這樣一個(gè)完整的生產(chǎn)環(huán)節，在傳統的制造企業(yè)要通過(guò)幾十甚至上百人的手去完成，而在西門(mén)子成都工廠(chǎng)的車(chē)間內，只需要寥寥可數的幾個(gè)工人，因為大多數的工序都是自動(dòng)完成的。

　　未來(lái)的制造不再是密集的工人、龐大的生產(chǎn)規模了，而是基于大數據、互聯(lián)網(wǎng)、人，結合各種信息技術(shù)進(jìn)行數字化、自動(dòng)化的柔性制造?，F在的定制化生產(chǎn)，甚至可以實(shí)現當月定制車(chē)，下個(gè)月就生產(chǎn)出來(lái)。