两年前,当西门子工业自动化产品生产研发基地要落户成都时,当地领导高兴,认为这将为该市带来巨大的就业机会。当这个工厂今年9月开工运行时,成都的领导现场考察了研发基地,得知这个厂区一共只有300多人时,反问道,为什么人这么少?
西门子的高层解释说,由于采用数字化平台,极大地提高了效率,也节约了成本,这是人少的关键原因。
不止是西门子生产基地SEWC,假如未来所有以加工制造为主的工厂采用数字化平台之后,工厂还能从设计、交付、生产等各个环节提高效率,增加工厂的竞争力。而这个数字化平台的关键技术和产品就是采用Siemens PLM Software的解决方案。
图注:西门子工业自动化产品成都生产研发基地自动化生产线
何为数字化平台?
12月初,西门子工业自动化产品成都生产研发基地(Siemens Electronics Works Chengdu 简称SEWC)对媒体开放,展示了数字化平台的魅力以及西门子在这方面的解决方案。
可以说,SEWC是全面采用Siemens PLM Software解决方案的工厂,所生产的自动化产品(SIMATIC产品族)也是西门子的。“西门子采用西门子技术的工厂”,Siemens PLM Software大中华区***执行官兼董事总经理梁乃明对51CTO记者如是说。
何为数字化工厂,又能带来哪些好处?
SEWC的研发人员认为,所谓数字化工厂平台至少具备如下特性。有5层控制层,分别是企业层,核心软件是PLM、ERP;生产管理层,核心是MES、工程设计,涉及主数据、物料清单、工程路线、物料主数据、生产订单、订单确认、物料接受、成品交货等;操作层,核心是质量互换、设备状态等;控制层则是PLC、HMI,这与***一层的现场层紧密相连,全集成自动化管理,由各类控制器、人机界面、电源、运动控制、驱动技术构成。
在这五层之下是生产流程,覆盖了从元器件验证、丝网印刷、表面贴装、自动化光学检测到***自动仓库、自动物流等整个环节。始终贯穿这些环节的是各类工业通讯网络和工业通信系统,确保每个层之间的信息交流。
“有了这数字化平台,可以精简成本,减少不必要的浪费,达到精益生产。”SEWC的一位管理人员说,还能让生产流程与生产技术相融合,最重要的是将“产品质量”这一文化嵌入到整个体系中。
图注:Siemens PLM Software大中华区***执行官兼董事总经理梁乃明
转向数字化
从开工到建设,SEWC几乎完全复制德国纽伦堡西门子总部工厂的模式,不过也有不同。“由于德国数字化工厂的建设至少比成都的工厂早10年,所以从基础软件到硬件配置方面,成都工厂的某些软硬件环境比德国的还要先进,甚至是在全球都是领先的。”梁乃明透露说,在建设时,大多的工程师以德国的为主,成都本地的工程师为辅。
SEWC正在履行工业制造 4.0的概念,成为虚拟和现实结合的一个典范。何谓工业化4.0?这是德国工业化的方向,前三个阶段分别是蒸汽机、电与内燃机、信息技术,而4.0则是制造业将通过充分利用信息物理融合系统(Cyber-Physical System)等手段,向“数字制造”转型。
这个目标分为两个重点,一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”,主要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,与中国的“两化融合”目标相似,这些战略就是为了提升企业的核心竞争力,让企业从过去低附加值的生产转移到高附加值的生产,全球生产制造从中国转移到越南、泰国等国家地区就是一个明显的趋势。
回到SEWC的案例中,这个数字化工厂遵循全球统一的研发、生产和质量标准,对订单、财务、产品设计、生产规划、生产实施、物流和质量进行全数字化管理。Siemens PLM Software大中华区售前技术总监方志刚说,采用了有Siemens PLM Software支持的数字化平台之后,成都工厂的交货时间缩短了一倍以上,在全过程中都有数字化控制,保障了整个流程的可靠和稳定性。“我们希望通过这样的样板工程,给中国更多的企业传递这样的信念,可以帮助他们缩减成本、提高效率,可持续发展,就像德国西门子那样,做一个百年老店,再造一个西门子。”
PLM的效益
SEWC主要生产Simatic工业自动化产品。该产品是为工业企业提供控制系统和解决方案,其先进的自动化技术为工业优化升级打开了巨大潜力空间,通过改善自动化流程提高效率。Simatic工业自动化产品广泛应用于汽车、冶金﹑石化、食品饮料、制浆造纸及基础设施项目等工业领域。
在成都SEWC工厂,利用制造执行系统SIMATIC IT和全集成自动化解决方案(TIA),能够将产品及生产全生命周期进行集成,包括NX和Teamcenter在内的Siemens PLM Software数字化解决方案是产品研发的重要工具。比如,研发人员通过NX软件可进行仿真设计,并可在设计中仿真组装。这种数字化设计大大缩短了产品从设计到分析的迭代周期,可减少多达90%的编程时间,缩短高达50%的产品上市时间。
据方志刚介绍,Siemens PLM Software的开放式企业解决方案可以助力企业及其合作伙伴通过全球化创新网络进行协作,以提供***的产品和服务。从数字看,Siemens PLM Software在全世界有77,000个客户,装机量900万套;创建并管理全球48%以上的三维数据;Siemens PLM Software 63%的装机量用来管理多平台CAD数据,这意味着本公司管理竞争对手的数据多过本身的数据。