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工业4.0数字工厂探营:中国企业离智能制造有多远

时间:2019-01-08 09:53:37 来源:ty8天游 作者:匿名



7月中旬,成都炎热多雨,位于市中心西北22公里处的西门子工业自动化生产和研发基地(SEWC)。即使在车间,也只能听到机器旋转的微弱声音。几个工人不时触摸工作台前面的计算机屏幕并操作工作台上的按钮。同时,在工人脚下和地下室的物料室中,携带条形码的材料整齐地放置在自动装配线上。他们借助四个上下升降装置沿着地下输送系统爬进车间。在三维转移库和其他设备之后,它在装配线上组装和包装,最后由物流小车运送到仓库。

大约450名工人的工厂生产面积不到标准足球场的一半。每年生产超过250万个SIMATIC工业自动化产品,为中国及全球汽车,制药,电力和其他工业以及基础设施建设提供产品。在这里,大约有一种产品每10秒钟就会诞生一次,而这百万种产品中只有不到10种是有缺陷的。

SEWC是西门子第一家数字工厂——安贝格电子制造厂(EWA)的姐妹工厂,也是西门子在德国以外建立的第一家数字公司。这两家数字化工厂的背后是西门子针对德国政府工业4.0战略开发的数字化工厂的整体解决方案。

为应对全球制造业变革浪潮和国内制造业的转型升级,德国政府于2013年提出了工业4.0国家战略。中国于2015年发布了《中国制造2025》行动计划。

如果西门子是基准,很明显中国公司不小。 “与西门子等中国顶级工业企业相比,中国制造业尤其是中国家电业仍然存在很大差距。”四川长虹规划部主任刘海中表示:“中国制造业仍处于工业2.0阶段。部分达到3.0级。有必要规划工业4.0,还要弥补缺乏建立基础,尽快淘汰落后产能,实现跨越式发展。“工厂的无缝数据互连

工业企业完成工业自动化后,面临着满足消费者个性化需求和新技术渗透带来的模式创新等转型问题。对于西门子而言,这一系列挑战体现在现实中,制造企业如何缩短产品上市时间,提高灵活性,生产效率和产品质量。这可能是西门子自2007年以来收购的近50家公司拥有169年历史的工业公司的雄心。自从收购生产产品软件产品Teamcenter的公司UGS以来,西门子一直处于失控状态。大多数关注它的公司主要是软件公司。与此同时,西门子继续扩展其软件业务组合,并最终提出“数字工厂”的概念。

西门子公司数字工厂集团首席执行官Jan Mrosik表示,数字解决方案涵盖了从产品设计,生产计划,制造工程,生产执行到服务的整个价值链,在整个生命周期内提供了无缝工作流程。 。使用统一的硬件和软件设备(如数据库)优化工程的各个方面,以确保产品高效地交付市场。为此,西门子推出了全面的数字产品组合,结合了硬件,软件,工业专业知识和数据,推动了现实世界与虚拟世界的融合。

在2016年汉诺威工业博览会上,西门子推出了工业云Mind Sphere。作为工业数据的开放平台,数字工厂可以通过数据网关将其关键设备甚至整个工厂数据连接到Mind Sphere,以监控其设备车队,以进行预防性维护,能源数据管理和工厂资源优化。

在中国,西门子建立了数字工厂SEWC来实施上述解决方案。工厂已经将从管理,产品开发,生产到物流的整个过程数字化。在数字工厂“数据链”起点——研发工程师中,使用Siemens PLM(产品生命周期管理软件)产品开发解决方案NX软件进行模拟设计和组装新产品。开发的每个新产品都有自己的数据信息。这些数据信息在研发,生产和物流的各个方面不断丰富,并实时存储在同一数据中心Teamcenter中,以便在质量,采购,生产和物流等各个部门之间进行共享。设备每天自动记录1000多万条产品信息,便于工人查找产品的来源。生产过程所需的材料本身带有条形码,通过与仓库管理软件的“数据对话”和“自动运输”的物料运输环节运输到高架仓库或物料中间仓库。装配线工作人员点击工作台上的计算机显示屏,所需材料进入材料室。将材料从材料转移到车间后,工人根据计算机显示屏上的电子任务列表开始组装和包装。任务完成后,他只需按下工作台上的按钮,装配线上的传感器就会扫描产品的条形码信息,并在该工作站记录其数据。 MES(制造执行系统)将使用该数据作为判断和向控制系统发出指令的基础,以指导物流车将产品运送到下一个目的地。

工厂采用灵活生产。同一条生产线每天生产4000多种产品,可同时生产多达四种不同的产品,并为未来的产能调整制定合理的计划。整个工厂基于这些数据基础,ERP(企业资源规划),PLM(产品生命周期管理),MES(制造执行系统),控制系统和供应链管理,所有这些都实现了无缝信息。相互连接的工厂数据也可以与德国的生产基地和美国的研发中心相互连接。

中国的制造业基准处于3.0阶段

与制造业到信息方面的德国工业4.0不同,机械工业信息研究所副所长石勇认为,“中国制造2025”融合了德国和美国工业互联网的概念,一些领先的公司正在探索互联网。企业与制造企业加强合作,促进两者的融合。

据施勇介绍,上汽与阿里巴巴签署了“互联网汽车”战略合作协议,以加强信息技术的应用和引进;华为于2016年与库卡签署战略合作协议,共同为中国工业市场开发智能制造解决方案;青岛红通过探索和探索,已成为服装生产领域智能制造的标杆。这些是互联网和制造业整合的例子。但总的来说,中国的制造业仍然不够强大。特别是传统的基础材料,基础技术,基本工艺和技术平台。智能制造需要与信息技术集成,例如传感器,工业软件,工业互联网和工业大数据,或未来的瓶颈。电气化推广,自动化推广,智能化演示。这是机械工业信息研究所战略规划研究所副所长张岩对中国制造业的整体评价。可以看到两个指标的数据:工业机器人的密度和设备的数控率。根据世界机器人协会的统计,2014年中国大陆使用的工业机器人密度仅为36台/10,000,不到韩国的1/13,日本和德国的1/9,以及1/5美国它是世界平均水平的54.5%。从机床的数控率来看,我国生产的机床数控率仅为25%,2012年日本机床的数控率达到88%。中国目前的水平仅相当于20世纪80年代后期的日本水平。

“中国没有公司可以作为基准。”亚洲制造业协会首席执行官,国际机器人和智能装备产业联盟的罗军认为,即使是备受推崇的海尔集团仍然是传统行业,来自工业4.0的要求。与西门子的差距非常大。 “我们过分关注生产过程,研发领域落后。没有一家企业真正领导全球产业。“

企业也有“自我认识”。去年9月,工业和信息化部公布了2015年智能制造试点项目清单。共有46家入围企业,涉及38个行业和21个地区。其中包括四川长虹电气有限公司申报的示范项目。

长虹还认为,与西门子等世界顶级工业4.0公司之间仍存在巨大差距。 “德国更专注于创新工业技术产品的研究和开发,以及复杂工业流程的管理。它在设备和车间制造行业拥有良好的基础,在信息技术,嵌入式系统和自动化领域拥有高水平的能力。工程技术也很专业,“四川长虹规划部门负责人刘海中说。

这些着名公司,在赛迪研究所装备工业研究所所长左世权看来,仍处于数字化发展阶段,这就是德国所谓的工业3.0。他们仍在开放垂直整合问题。其中,很少有企业正在解决网络协同制造问题。工业和信息化部在2015年和2016年宣布了109个智能制造示范试点项目。仅中国商用飞机有限公司提出的C919飞机网络协同制造试点示范和泉州宣布的纺织服装网络协同制造海天物资科技有限公司试点示范两个项目。工业互联网具有最大的商业价值

中国企业如何实现智能制造要求的目标?

不要将智能制造作为技术工作。同济大学教授,工业4.0智能工厂实验室主任陈明建议中国企业应考虑产品,设备,生产,管理和服务。德国人认为工业4.0必须首先是精益生产和精益管理,因此实施将是有效的,德国公司基本上也这样做。

刘海中也同意这种观点。据其介绍,长虹了解到,智能制造不仅拥有机器人,自动化设备,信息技术等技术手段,以满足内部制造效率的提高。更需要从消费者的角度出发,将消费者需求作为智能制造的最高标准,反向考虑研发,生产,销售,服务等方面,以实现新业务的大规模个性化模型。

陈明还警告中国企业不要太着急,实现工业4.0是一个渐进的过程。此外,无论是在中国还是在世界其他地区(包括欧洲和美国的发达国家),工业4.0仍处于探索阶段,真正实现工业4.0的企业尚未出现。

张燕说,即便是西门子安贝格工厂仍然声称在3.6-3.8之间的行业。根据德国弗劳恩霍夫研究所的说法,提出工业4.0概念的组织将预测,15年后,真正实现工业4.0的企业将会出现。

但是,一些业内人士认为,你不应该迷信工业4.0。济南第二机床集团有限公司主要生产冲压设备和数控机床。该公司使用西门子系统来提高生产率,质量和可靠性。然而,公司副总经理张世顺提醒公司,工业4.0和“中国制造2025”不是灵丹妙药,可能无法解决企业目前面临的问题。对于某些问题,公司可能需要从内部管理开始,并找到找到并解决问题的方法。计划使用智能制造模型的公司必须学会“低眼”。张世顺建议,国内企业应该逐步系统地规划和实施,抓住目标和整体发展趋势,“看得高”;但是当真的有必要时,有必要从最基本的事情开始,“手都很低”。这也是波士顿咨询集团对中国公司的基本建议。新技术无法规避制造业中的一些最基本的东西,例如生产标准化,有效的设施维护和人员技能水平。

在左世权看来,工业互联网是企业最具商业价值的。自动化,数字化和智能需要不断的资本投资。工业互联网是通过增值服务获得收入的。企业利用物联网等信息技术帮助用户更好地使用产品,获得更多价值。虽然这种方法必须在早期阶段进行投资,但后期的成本会越来越低。

例如,他说,北京的一些纺织机械制造商将把与物联网销售给客户的纺织机械连接起来,注意产品的运作,降低客户的维护和运营维护成本,并向客户收取费用。相应的费用。

此外,制造企业应关注新兴技术在各级产品,生产和服务中的应用,包括机器人和工业控制系统等智能硬件。 “无论谁提前使用它,谁使用它,谁将在竞争中获得有利的位置。”左世权说。