http://www.kadhoai.com.cn 2026-05-05 15:42:48 來源:cechina

在追趕“工業4.0”的路上,西門子以成都數字化工廠,即西門子工業自動化產品成都生產研發基地(以下簡稱“SEWC”)作為樣板工程,意在展示數字化製造如何改寫工業。但如同西門子所強調的,數字化工廠隻是邁向工業4.0的階段性目標。從數字化工廠到工業4.0,還有漫長的演進過程。
在走進SEWC之後,結合成都工廠的一係列探索,該工廠的相關負責人與記者深入分享了關於數字化製造、工業進化和工業4.0的(de)前(qian)沿(yan)思(si)考(kao)。在(zai)西(xi)門(men)子(zi)成(cheng)都(dou)工(gong)廠(chang)眼(yan)中(zhong),數(shu)字(zi)化(hua)工(gong)廠(chang)與(yu)自(zi)動(dong)化(hua)工(gong)廠(chang),到(dao)底(di)有(you)何(he)區(qu)別(bie)?要(yao)追(zhui)趕(gan)未(wei)來(lai)製(zhi)造(zao),人(ren)與(yu)機(ji)器(qi)之(zhi)間(jian)關(guan)係(xi)如(ru)何(he)重(zhong)構(gou)?為(wei)什(shen)麼(me)他(ta)們(men)反(fan)複(fu)強(qiang)調(tiao),提(ti)升(sheng)質(zhi)量(liang)而(er)非(fei)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben),才(cai)是(shi)工(gong)業(ye)進(jin)化(hua)的(de)本(ben)質(zhi)?要(yao)真(zhen)正(zheng)邁(mai)向(xiang)工(gong)業(ye)4.0,SEWC將繼續往哪些方向進行摸索?
如(ru)果(guo)說(shuo),對(dui)工(gong)廠(chang)架(jia)構(gou)和(he)組(zu)成(cheng)的(de)實(shi)地(di)走(zou)讀(du),給(gei)我(wo)們(men)帶(dai)來(lai)的(de)是(shi)實(shi)踐(jian)層(ceng)麵(mian)的(de)衝(chong)擊(ji)。那(na)麼(me),對(dui)工(gong)廠(chang)運(yun)轉(zhuan)理(li)念(nian)和(he)管(guan)理(li)模(mo)式(shi)的(de)前(qian)沿(yan)解(jie)讀(du),相(xiang)信(xin)將(jiang)可(ke)以(yi)給(gei)我(wo)們(men)帶(dai)來(lai)思(si)維(wei)層(ceng)麵(mian)的(de)更(geng)多(duo)啟(qi)示(shi),乃(nai)至(zhi)啟(qi)蒙(meng)。
“數字化工廠”不等於“自動化工廠”
數(shu)字(zi)化(hua)製(zhi)造(zao)中(zhong),盡(jin)管(guan)自(zi)動(dong)化(hua)製(zhi)造(zao)是(shi)重(zhong)要(yao)的(de)基(ji)礎(chu),但(dan)數(shu)字(zi)化(hua)製(zhi)造(zao)並(bing)不(bu)等(deng)同(tong)於(yu)自(zi)動(dong)化(hua)。一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia),很(hen)多(duo)人(ren)會(hui)以(yi)為(wei)工(gong)廠(chang)要(yao)實(shi)現(xian)數(shu)字(zi)化(hua)製(zhi)造(zao),必(bi)須(xu)先(xian)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)化(hua),這(zhe)其(qi)實(shi)是(shi)一(yi)種(zhong)誤(wu)解(jie)。
在距離SEWC2000多(duo)公(gong)裏(li)的(de)佛(fo)山(shan)市(shi),不(bu)足(zu)半(ban)年(nian)前(qian)正(zheng)式(shi)引(yin)進(jin)了(le)世(shi)界(jie)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)四(si)大(da)製(zhi)造(zao)商(shang)之(zhi)一(yi)的(de)德(de)國(guo)庫(ku)卡(ka)公(gong)司(si)。後(hou)者(zhe)宣(xuan)布(bu),將(jiang)在(zai)佛(fo)山(shan)順(shun)德(de)建(jian)立(li)其(qi)在(zai)華(hua)的(de)首(shou)個(ge)機(ji)器(qi)人(ren)研(yan)發(fa)基(ji)地(di)。
伴隨國內人口紅利逐步消失,特別是在珠三角近年頻頻受困於“招工難”等問題,一場“機器換人”的自動化革命正在“廣東製造”如火如荼地進行。這場變革不僅帶動本地機器人產業發展,也引來庫卡等國際機器人企業陸續搶灘廣東。
如果說要完全實現“數字化製造”尚需時日的話,那麼在當下,珠三角的製造業如何通過“自動化製造”,破解勞動力成本不斷上漲、勞動力結構性短缺的問題,是最迫切的現實課題。
而數字化製造的其中一個重要基礎,正是實現自動化製造。
在SEWC工廠二樓的自動物流係統部門,無需人員現場監控,每天,兩部高速運轉的取料機如同“人”一樣,依靠數字定位迅速地“抽”出對應的原材料,並通過自動傳輸軸,馬上傳送到生產車間。從工廠物料需求信息傳導到自動物流倉庫,倉庫最長隻需要30分鍾就能將物料送到了車間,中間無需任何人員操作。
在這座實現了全集成自動化的工廠內,相比同類型的工廠人員最多可節省50%。
那麼,伴隨生產車間內不斷增加自動化設備,以及逐步減少勞動力,在數字化製造的不斷進化中,是否就等同於全自動化?
“要明確的是,數字化製造並不等於全自動化製造。”西xi門men子zi工gong業ye自zi動dong化hua產chan品pin成cheng都dou生sheng產chan研yan發fa基ji地di副fu總zong經jing理li李li永yong利li強qiang調tiao,一yi般ban情qing況kuang下xia,很hen多duo人ren會hui以yi為wei工gong廠chang要yao實shi現xian數shu字zi化hua製zhi造zao,必bi須xu先xian實shi現xian全quan自zi動dong化hua,這zhe其qi實shi是shi一yi種zhong誤wu解jie。
yishoujixingyeweili,ruguokaifayitiaoquanzidonghuadechanxian,zhishaoxuyaobannianyishang,dananzhaomuqianshoujixingyedechuangxinzhouqi,yibanqingkuangxia,yikuanshoujicongshejidaoshixianliangchanpubianzhizaiyigeyuenei。“這時候,生產線上大部分的工作隻有依靠人來完成,速度才會更快。”
李永利表示,當行業的生產線更新周期太快,投入了很高的自動化成本,但生產效率並沒有得到明顯的提升。“所以,全球所有的手機製造方案幾乎都不會用自動化生產線來完成,而組裝環節也很少采用機械臂。”李永利說道。
人的生產靈活性不可能被自動化取代
人所具有的生產靈活性在很長的時間內,是無法被機器所取代的。“人與機器的關係是互助的關係。”但當企業的生產製造過程中,出現需要對複雜信息的尋找和判斷時,可以用機器來替代人。”
李永利的解讀,引出的是對一個深刻問題的思考:在“未來製造”的生產線上,“人”與“機器”究竟是怎樣的關係?兩者關係如何重構?
以手機生產線為例,他認為,人所具有的生產靈活性在很長的時間內,是無法被機器所取代的。“也就是說,人是不可能被替代,人與機器的關係是互助的關係。”李永利說,在未來至少10年到20年,全球範圍內絕大部分的製造環節依然需要人去完成。
既然如此,在數字化製造中,哪些環節才需要機器去代替人?
一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia),當(dang)需(xu)要(yao)更(geng)新(xin)產(chan)品(pin)或(huo)者(zhe)材(cai)料(liao)時(shi),工(gong)廠(chang)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)分(fen)析(xi)後(hou),才(cai)能(neng)確(que)定(ding)停(ting)止(zhi)生(sheng)產(chan)相(xiang)關(guan)的(de)產(chan)品(pin)。在(zai)這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong),整(zheng)個(ge)工(gong)廠(chang)內(nei)部(bu)需(xu)要(yao)溝(gou)通(tong)設(she)計(ji)生(sheng)產(chan)部(bu)門(men)、研發部門、采購部門等部門。
但這些環節在成都工廠內,隻需要在Teamcenter中更改數據就能完成。數據一旦調整,工廠互聯互通的係統和軟件就會實現自動的更新,並調整出新的生產解決方案。
“可以理解為,當我們涉及到對複雜信息的尋找、判斷的時候,是可以用機器來替代人的。”李li永yong利li說shuo道dao。在zai這zhe樣yang的de願yuan景jing下xia,引yin入ru自zi動dong化hua機ji器qi的de工gong廠chang就jiu像xiang配pei備bei了le電dian腦nao的de超chao市shi,工gong人ren就jiu像xiang收shou銀yin員yuan,在zai傳chuan統tong的de小xiao賣mai部bu裏li,工gong人ren要yao記ji住zhu商shang品pin價jia格ge,自zi行xing計ji算suan商shang品pin總zong價jia。但dan實shi現xian數shu字zi化hua製zhi造zao的de工gong廠chang,就jiu如ru同tong同tong時shi配pei備bei了le電dian腦nao和he掃sao描miao器qi的de超chao市shi,收shou銀yin員yuan隻zhi需xu要yao按an照zhao計ji算suan結jie果guo收shou款kuan,而er配pei備bei的de機ji器qi就jiu像xiang一yi個ge“糾錯員”,幫助人避免出現計算和記憶錯誤。
工業進化本質在提升質量,而非降低成本
人(ren)力(li)成(cheng)本(ben)被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)導(dao)致(zhi)近(jin)年(nian)製(zhi)造(zao)業(ye)競(jing)爭(zheng)力(li)下(xia)降(jiang)的(de)原(yuan)因(yin),但(dan)李(li)永(yong)利(li)認(ren)為(wei),製(zhi)造(zao)業(ye)不(bu)能(neng)僅(jin)僅(jin)盯(ding)著(zhe)製(zhi)造(zao)環(huan)節(jie)的(de)成(cheng)本(ben),應(ying)該(gai)更(geng)加(jia)注(zhu)重(zhong)供(gong)應(ying)鏈(lian)成(cheng)本(ben)。而(er)數(shu)字(zi)化(hua)製(zhi)造(zao)從(cong)一(yi)開(kai)始(shi)就(jiu)不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)為(wei)了(le)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben),最(zui)大(da)的(de)目(mu)的(de)在(zai)於(yu)提(ti)升(sheng)質(zhi)量(liang),而(er)高(gao)質(zhi)量(liang)並(bing)不(bu)意(yi)味(wei)高(gao)成(cheng)本(ben)。
近年,國內製造業遭遇的發展瓶頸中,人力成本的上漲,被認為是導致製造業競爭力下降的重要原因之一。
“很多製造業的企業主都喜歡談控製成本,但在西門子看來,質量才是企業的第一競爭力。”李永利反複強調,“質量第一”一直是西門子成都工廠戰略目標首位,而這也是客戶眼中最重要的價值。
事shi實shi上shang,在zai他ta看kan來lai,很hen多duo時shi候hou企qi業ye麵mian臨lin的de並bing不bu僅jin僅jin是shi製zhi造zao環huan節jie的de成cheng本ben,而er應ying該gai更geng加jia注zhu重zhong供gong應ying鏈lian的de成cheng本ben。因yin為wei,即ji使shi在zai勞lao動dong密mi集ji型xing企qi業ye中zhong,人ren力li成cheng本ben畢bi竟jing隻zhi是shi占zhan據ju一yi定ding的de比bi例li,而er不bu是shi成cheng本ben的de全quan部bu。
以一個簡單的例子來看,當一款產品出廠時,它同時擁有了兩個價值,一個是出廠價值,一個是到客戶手中時的價值。“中國很多工廠生產出來的產品,出廠價值不高,但到客戶手中的價值就很高,這就是供應鏈的問題。”李永利說道。
盡管他並不認可僅僅盯著成本來談論“工業進化”,但李永利強調,數字化製造本身所帶來的高質量並不代表是高成本。
高(gao)質(zhi)量(liang)在(zai)工(gong)業(ye)製(zhi)造(zao)領(ling)域(yu)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)不(bu)言(yan)而(er)喻(yu)。作(zuo)為(wei)耐(nai)用(yong)品(pin)的(de)工(gong)業(ye)產(chan)品(pin),比(bi)如(ru)一(yi)款(kuan)海(hai)上(shang)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)機(ji)的(de)產(chan)品(pin),一(yi)旦(dan)出(chu)現(xian)問(wen)題(ti),不(bu)僅(jin)造(zao)成(cheng)的(de)損(sun)失(shi)不(bu)可(ke)估(gu)量(liang),而(er)且(qie)需(xu)要(yao)動(dong)用(yong)到(dao)直(zhi)升(sheng)機(ji)維(wei)修(xiu),維(wei)修(xiu)的(de)後(hou)期(qi)成(cheng)本(ben)也(ye)非(fei)常(chang)高(gao)。
為此,在實現質量提升上,數字化製造首先是借助自動化產線上的機器充當“糾錯官”的角色,比如當工人少擰了一顆螺絲,機器會自動發出警示,阻止產品進入下一個環節,通過機器的協助,減少人的出錯。
但在西門子看來,通過機器的“檢查”杜絕人在製造過程的差錯,這隻是保證產品質量的基礎一步,由製造質量、研發質量以及原材料質量組成的產品質量中,更需要的是借助數字化製造去保障研發質量和原材料質量。
尤其是如何保證原材料質量,一直被認為是製造業界最具挑戰性的一個課題。
在SEWC的(de)數(shu)字(zi)化(hua)製(zhi)造(zao)中(zhong),一(yi)個(ge)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)方(fang)式(shi)是(shi)對(dui)原(yuan)材(cai)料(liao)進(jin)行(xing)可(ke)溯(su)源(yuan)式(shi)的(de)管(guan)理(li)。也(ye)就(jiu)說(shuo),在(zai)這(zhe)座(zuo)工(gong)廠(chang)內(nei),當(dang)來(lai)自(zi)各(ge)地(di)的(de)原(yuan)材(cai)料(liao)被(bei)運(yun)送(song)到(dao)車(che)間(jian)後(hou),所(suo)有(you)的(de)原(yuan)材(cai)料(liao)都(dou)擁(yong)有(you)了(le)自(zi)己(ji)的(de)“身份證”。zhegeshenfenzhengkebansuiyuancailiaojinrushengchanxian,zaimeiyigeliuchengzhong,douhuibeixiangyingdeshebeijinxingshujudecaijihegenzong,bingzuizhongchucunzaihoutaideshujuguanlizhong。
這zhe意yi味wei著zhe,一yi旦dan有you原yuan材cai料liao的de質zhi量liang出chu現xian問wen題ti,工gong廠chang可ke以yi馬ma上shang查zha找zhao到dao這zhe一yi批pi次ci的de原yuan材cai料liao在zai什shen麼me時shi間jian點dian,已yi經jing走zou過guo哪na些xie生sheng產chan流liu程cheng。李li永yong利li表biao示shi,無wu論lun客ke戶hu在zai今jin後hou什shen麼me時shi間jian反fan饋kui質zhi量liang問wen題ti,工gong廠chang依yi舊jiu能neng夠gou拿na出chu完wan整zheng的de數shu據ju,對dui這zhe些xie原yuan材cai料liao進jin行xing追zhui溯su,從cong而er保bao證zheng原yuan材cai料liao的de質zhi量liang。
走向工業4.0,管理自動化才是關鍵
在數字化製造的階段,通過數據交互,已經能夠有效地提升管理效率。但要衡量是否真正走向工業4.0,不是看生產線自動化水平的高低,而是看管理水平的高低。實現管理的自動化,需要實現管理上人完全聽命於“電腦”,這才是智能製造的未來。
事實上,這樣一座代表著數字化技術如何改造工業製造的前沿工廠,距離工業4.0願景下的智能工廠仍有距離。在工業4.0的研究中,智能製造和智能工廠一直被認定為兩大研究主題。其中,關於智能工廠,被描繪成是一個分散的、具備一定智能化的生產設備,在實現了數據交互之後,形成了高度智能化的有機體,實現虛擬世界和物理世界的融合。
在SEWC中zhong,關guan於yu推tui進jin數shu據ju交jiao互hu的de工gong作zuo一yi直zhi未wei曾zeng停ting止zhi過guo。但dan對dui於yu數shu字zi化hua工gong廠chang與yu智zhi能neng化hua工gong廠chang之zhi間jian的de差cha距ju,李li永yong利li認ren為wei,最zui關guan鍵jian的de一yi點dian在zai於yu是shi否fou真zhen正zheng實shi現xian管guan理li的de自zi動dong化hua。
西門子安貝格工廠
德國安貝格電子工廠作為西門子全球首個數字工廠,是SEWC的姐妹工廠。該工廠從1989年投產至今,占地麵積與員工數量幾乎都保持不變的情況下,產能卻比25年前翻了8番。
無論是德國的安貝格電子工廠,還是SEWC,zheliangjiagongchangmeinianyaoshengchanjibaiwanjianchanpin,gengkaoyanguanlideshi,chanpinleibieyedadaoleshangqianzhong。dangshejidechanpinleibiezhongduo,erqiekehudingdanshulianghezhouqibutong,ruhequzuohaodingdanguanli,yijiruheliantongdingdanguanlibeihoudeshengchanzhizao、物流配送等多個環節,考驗的正是管理的智能化水平。
相比普通工廠單憑人力做訂單的跟蹤管理以及後續生產的調度安排,SEWC的數字製造中,當ERP係統收到訂單,MES係統將自動進行生產安排,包括通知采購部門、財務部門等,整個生產包括後期的發貨全部由工具充當“指揮”,自動完成。
如果從勞動力的角度看,李永利認為,盡管在生產線上並不認可一味地以機器代替人,減少藍領工人,但在管理“白領”群體時,在管理層麵,他認為可以更多地借助機器,積極使用更多的軟件。
“因為未來製造業的衡量標準不是生產線自動化水平的高低,而是管理水平的高低。”他認為,在中國製造實現智能化提升的路上,相比硬件設備,管理水平的高低才是影響中國企業能否實現工業4.0的關鍵。他強調,要真正實現工業4.0,一大標準是管理水平達到了一定的高度,甚至實現了自動化。
“如果管理實現自動化,也可以理解為,工廠的所有決策和指令都聽命於電腦,連人也是聽命於電腦。”李永利說道,但實現這一步顯然並不容易,至少從理念上,如何讓人完全聽命於電腦,則需要一場思維變革。
但至少,數字工廠作為實現智能工廠的必經之路,已走出了第一步——讓機器代替人去做更多的決策。而等到工廠內,真正能用自動化替代人進行管理,人聽命於“電腦”的話,那麼,電腦背後所代表的製造的未來,也將來到眼前。
■焦點
研發生產二合一 西門子全球工廠“標配”
作為一家在中國曆史超過140年的企業,西門子在中國擁有數十家工廠,盡管每一家工廠的業務不盡相同,但無論在西門哪一家工廠內都能看到研發團隊。“研發與生產於一體,這是西門子全球工廠的標準。”西門子工業自動化產品成都生產研發基地(以下簡稱“SEWC”)副總經理李永利說道。
但西門子這個全球工廠的“標配”,卻(que)與(yu)國(guo)內(nei)目(mu)前(qian)大(da)多(duo)製(zhi)造(zao)企(qi)業(ye)的(de)做(zuo)法(fa)剛(gang)好(hao)相(xiang)反(fan)。在(zai)國(guo)內(nei)的(de)許(xu)多(duo)製(zhi)造(zao)企(qi)業(ye),往(wang)往(wang)會(hui)把(ba)生(sheng)產(chan)製(zhi)造(zao)的(de)工(gong)廠(chang)選(xuan)址(zhi)在(zai)一(yi)個(ge)勞(lao)動(dong)力(li)成(cheng)本(ben)相(xiang)對(dui)低(di)廉(lian)的(de)城(cheng)市(shi),而(er)研(yan)發(fa)基(ji)地(di)則(ze)更(geng)偏(pian)愛(ai)北(bei)上(shang)廣(guang),或(huo)者(zhe)是(shi)與(yu)企(qi)業(ye)的(de)總(zong)部(bu)捆(kun)綁(bang)在(zai)一(yi)起(qi)。
liyonglibiaoshi,xiangbihenduoqiyechuyuchengbenkaolvjiangyanfatuanduiheshengchantuanduifenkai,ximenzidezuofazhuyaoshiweiletigaochanpindeyanfasudu,suoduanchanpindechuangxinzhouqi。zaiximenzikanlai,chanpinyanfasudugenbushangshichangxuqiu,jiangzhijieyingxiangzhenggechanpindejingzhengli。“研發速度和研發質量的追求,是西門子將研發團隊駐紮於工廠之內的最大目的。”
一款產品從研發到投入市場,一般包括產品定義、產品研發和產品生產三個階段,其中在傳統的研發方式中,光是一條生產線從設計、建成到調試就需要接近一年的時間。如何縮短這一時間,對於提高研發速度非常重要。
而(er)往(wang)往(wang)在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)階(jie)段(duan),基(ji)於(yu)研(yan)發(fa)產(chan)品(pin)還(hai)存(cun)在(zai)多(duo)種(zhong)變(bian)化(hua)的(de)可(ke)能(neng),相(xiang)對(dui)應(ying)的(de)生(sheng)產(chan)線(xian)的(de)各(ge)類(lei)參(can)數(shu)也(ye)變(bian)得(de)不(bu)確(que)定(ding),這(zhe)對(dui)於(yu)傳(chuan)統(tong)工(gong)廠(chang)來(lai)說(shuo)是(shi)一(yi)件(jian)非(fei)常(chang)棘(ji)手(shou)的(de)問(wen)題(ti)。但(dan)李(li)永(yong)利(li)表(biao)示(shi),在(zai)SEWC工廠中,企業借助仿真軟件,不僅可以模擬生產線上的加工製造情況,還可以推算出生產線的流動方向、人員配備等,再基於軟件來測試生產線,等到最終電腦中的調試成功後,再進行生產線的最終建設。
jishiyanfachulaidechanpinjinxingleshichangtoufanghou,yebuyiweizheyikuanchanpindeyanfaguochengjiudaocijieshu。tajieshaoshuo,ximenziduimeiyikuanchanpinzaizhenggeshengmingzhouqizhong,doujiangbuduanjinxingfenxihetisheng。yejiushishuo,yanfadegongzuojiangbuduandidiedai,xiangduiyingdeshengchanbumenyexuyaogensuizheyanfabumenbuduanzuochutiaozheng,suoyizhexiedouyaoqiushengchanyuyanfabixushixianwufengdeduijie。
當dang然ran,集ji生sheng產chan與yu研yan發fa於yu一yi體ti另ling一yi個ge顯xian而er易yi見jian的de好hao處chu是shi,方fang便bian研yan發fa與yu製zhi造zao之zhi間jian實shi現xian更geng多duo的de溝gou通tong。李li永yong利li表biao示shi,在zai自zi己ji曾zeng經jing參can與yu的de一yi款kuan工gong控kong機ji研yan發fa中zhong,當dang研yan發fa人ren員yuan和he采cai購gou人ren員yuan共gong同tong選xuan擇ze並bing配pei備bei好hao了le散san熱re風feng扇shan後hou,生sheng產chan人ren員yuan一yi看kan,馬ma上shang就jiu能neng發fa現xian對dui於yu生sheng產chan安an裝zhuang中zhong的de質zhi量liang控kong製zhi可ke能neng帶dai來lai的de不bu便bian。“就研發中產品如何便於生產過程中的質量控製,通過研發人員與生產人員緊密的交流,是可以較好地做到這點的。”