從全球范圍來看,推動工業4.0(或類工業4.0)發展最快的企業包括西門子、SAP和GE;西門子已經實現初步打通工業4.0的七層架構,建立起數字化的模范化工廠,并正在努力打造軟件、通信和自動控制等各方面開放的工業標準。
西門子成都數字化工廠
西門子成都數字化工廠是全球第二個數字化工廠,是位于德國安貝格的西門子電子工廠的姊妹工廠,也是中國設立的首家數字化工廠。正式名稱是:西門子工業自動化產品成都生產研發基地(SEWC),距離佛山數千公里外的成都市西北角,距離郫縣縣區3公里處,是一座以數字化為中心,通過自動化設備和各種軟件互聯互通的工廠。而今其生產質量已與德國安貝格工廠看齊。
西門子成都工廠成立于2013年9月,員工370余名,其中工人100多人,每天工作三班,生產西門子工控產品,包括PLC、人機界面、工業PC等,總面積3.53萬平米,其中生產區域3100平米。目前已完成了一期工程,還預留了后面兩期工廠的用地。全部建成后,生產區域面積將達到1萬平米。該工廠生產的產品既有面向中國國內客戶的,也有出口國外的產品。良率達到了驚人的99.9985%,準時交付率達到98.8%。
西門子成都數字化工廠的電子組裝生產線
有50多名研發人員,更好、更迅速地滿足本地客戶的需求,實現研發和生產的無縫連接。西門子的工控產品在研發過程中,采用了Siemens PLM Software的全線產品,包括Teamcenter、Tecnomatix、NX等,實現了產品設計數字化、產品仿真、制造過程仿真和產品全生命周期管理。在西門子成都工廠,產品的基礎數據在PLM系統當中,元器件的數據一旦更新,則會自動映射到ERP系統當中,更新材料的采購價格,并通過MES系統更新制造過程中的原材料信息。有些原材料對應的生產工藝有變化,則也會通過系統之間的無縫集成,自動更新。該工廠實現了從產品研發、訂單處理到生產調度、數據采集,通過多個信息系統的無縫集成實現閉環;通過數字技術的應用,實現高效率、高質量;通過MES系統和柔性的生產線,實現電子產品的混流生產;通過人機協作,實現高效生產。
數字化工廠是一座強調“數字化”的“機體系統”,它首先實現了全集成的自動化。這座正式投產僅一年多的工廠內,設置了一個由各種系統組合而成的全集成自動化流程展示圖。工廠的處理系統就相當于大腦,連接下面的網絡就是它的神經,驅動系統就是肌肉,傳感器就相當于眼睛和鼻子,這樣形成一個像人一樣自動運轉的整體。事實上,這個仿如人體系統一樣的工廠內,“數據”是從研發到生產到管理和配送,每個環節機器間溝通的“語言”。
從整個生產工序來看,工廠從自動取料開始,先進行印刷電路板的工段,之后進行貼片、穿孔等全部已經實現自動化的生產工序,再統一送到車間中轉庫,由其進行生產線分配后再組裝。
在這樣的生產線上,只有幾名工人不時看著屏幕上的數字化看板。看板上,紅、黃、綠三種顏色代表著物料的數量。每當物料經過工人座位上的掃描槍,就會實現自動掃描,若物料出現短缺,就會馬上傳送到自動物流倉庫。
西門子成都工廠的柔性混流裝配線
這個被稱為自動物流系統的部門,走到原材料的存放處,是兩個高達18米的自動化高位貨架,兩部高速運轉的取料機如同人一樣。根據后臺的數據提示,這兩部取料機依靠數字定位迅速地抽出對應的原材料,并通過自動傳輸軸,馬上傳送到生產車間。
而這樣一個管理著2萬多個箱子的物流部門,僅有12個人。按照傳統工廠的“三班倒”,這意味著每一個生產班次中僅有4名員工負責管理物流倉儲。
這座由西門子在中國設立的首家,也是唯一一家數字工廠,意外地成為成都高新區內一個新“景點”。從2013年9月正式運營起,一年內相繼來參觀的人就達到4000人。西甚至一些大學也把SEWC列入EMBA課程的一個研究案例。
(審核編輯: 智匯工業)
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