http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 20:20:55 來源:澎湃新聞網

“如果說,工業4.0時代的到來還要20年,那麼,西門子目前已經到達了 工業3.X 。”這是西門子股份公司管理委員會成員、工業業務領域首席執行官魯思沃(Siegfried Russwurm)的自我打分。
作為德國製造的“優等生”,西門子167年的發展史幾乎可以被視為近現代工業進程的一個縮影。從一個小作坊發展至今,西門子所締造的超級工業帝國已成為“德國製造”當仁不讓的代名詞。
從指針式電報機起家,到以信息技術為業務主動脈,西門子踩準了以電力、信息化為標誌的前兩次工業革命的關鍵節點。基於信息物理融合係統的工業4.0概念誕生之初,西門子再度嗅到了新一輪工業革命的氣息。瞄準物聯網、雲計算、大數據、工業以太網等技術,西門子集成了目前全球最先進的生產管理係統,以及生產過程軟件和硬件,如西門子製造執行係統(MES)軟件Simatic IT、西門子產品生命周期管理(PLM)軟件、工業工程設計軟件(Comos)、全集成自動化(TIA)、全集成驅動係統(IDS),等等。
對於正從“中國製造”向“中國創造”跨越的中國而言,或許能從西門子通往工業4.0的路線圖中解讀出更多線索。
身份代碼背後的“生產旅行”
工業4.0的內涵已遠遠超越機器的自動化,甚至數字製造本身。
“製造業的發展趨勢在於,更加注重產品全生命周期的管理。過去推出一款新車,可能需要7、8年時間,現在2、3年就夠了。這就是未來的趨勢,核心在於,怎麼加快產品設計、生產、上市、服務時間,如何縮短整個過程耗費的時間。”西門子(中國)有限公司工業業務領域驅動技術集團總經理林斌接受澎湃新聞專訪時說。
在工業4.0時代,虛擬世界將與現實世界高度融合。通過計算、自主控製和聯網,人、jiqihexinxihuxianglianjie,rongweiyiti。xianyoudejishuhechuangxinjiangbeiquanbuzhenghedaoyigeshuzihuaqiyepingtaizhong。shengchanhaiweikaishi,chanpinkaifaliuchengheshengchanliuchengzhongdesuoyouhuanjiebiankeyibingxingmonijinxing。
林斌舉例說,“比bi如ru生sheng產chan一yi支zhi筆bi,傳chuan統tong做zuo法fa是shi先xian出chu一yi張zhang圖tu紙zhi,然ran後hou調tiao整zheng機ji床chuang參can數shu去qu開kai模mo做zuo出chu樣yang品pin,圖tu紙zhi返fan回hui研yan發fa部bu門men經jing過guo比bi對dui修xiu改gai,才cai能neng進jin入ru生sheng產chan線xian。但dan利li用yong產chan品pin生sheng命ming周zhou期qi管guan理li(PLM)軟件,從研發到製造基於同一個數據平台,在設計時就可以將這支筆的特點、長度、直zhi徑jing等deng參can數shu,直zhi接jie與yu下xia遊you加jia工gong機ji器qi的de數shu據ju同tong步bu,通tong過guo仿fang真zhen就jiu可ke以yi將jiang設she計ji定ding型xing,直zhi接jie上shang線xian生sheng產chan,完wan全quan不bu需xu要yao紙zhi質zhi圖tu紙zhi。傳chuan統tong製zhi造zao節jie奏zou改gai變bian了le,費fei時shi費fei力li費fei錢qian的de工gong藝yi都dou可ke以yi省sheng下xia來lai。”
簡而言之,工業4.0的願景就在於,讓設備和設備開啟對話,產品和生產設備之間相互溝通,建立虛擬世界與現實世界之間的對話窗口。
正如德國工業4.0的路線圖——《德國工業4.0戰略計劃實施建議》所描述的,在未來智能工廠中,人類、機器和資源能夠互相通信,就像社交網絡中一樣自然。智能產品“知道”它們如何被製造出來的細節,也知道它們的用途。它們將主動地對製造流程,回答諸如“我什麼時候被製造的”、“對我進行處理應該使用哪種參數”、“我應該被傳送到何處”等問題。
類似的探索早已在西門子位於德國安貝格市的電子製造工廠上演。安貝格工廠有24年曆史,是全歐洲乃至全球最先進的數字化工廠,為西門子提供印刷電路板等電子產品,100萬次加工過程的出錯率隻有12次。
在安貝格工廠,真實工廠與虛擬工廠同步運行,真實工廠生產時的數據參數、生產環境等都會通過虛擬工廠反映出來,而人則通過虛擬工廠對真實工廠進行把控。
為了準確收集數據,安貝格工廠超過3億個元器件都有自己的“身份證”。這些基礎識別信息包括:哪條生產線生產的、用什麼材質、當時用的扭矩是多少、用yong什shen麼me樣yang的de螺luo絲si釘ding等deng等deng。當dang一yi個ge元yuan件jian進jin入ru烘hong箱xiang時shi,機ji器qi會hui判pan斷duan該gai用yong什shen麼me溫wen度du以yi及ji時shi間jian長chang短duan,並bing可ke以yi判pan斷duan下xia一yi個ge進jin入ru烘hong箱xiang的de元yuan件jian是shi哪na一yi種zhong,適shi時shi調tiao節jie生sheng產chan參can數shu。
但這距離工業4.0所描繪的“數字和物理世界的無縫銜接”的場景,仍有很大差距。魯思沃認為,“這場變革將是一個漸進的過程,工業4.0的真正到來可能需要20年左右的時間。”他將這一“漸進的過程”稱作工業3.X。
事實上,西門子已經將“工業3.X”的範本帶到了中國。
以寶馬集團全球最先進工廠之一的華晨寶馬鐵西工廠為例,有了西門子LIS超寬帶實時定位識別係統的輔助,該廠的總裝車間取消了原來專門用於掃描車輛條形碼的工位。車輛每到一個工位,車型、車輛識別碼、genjucheliangdebutongpeizhi,xuyaozhuangpeidegezhonglingjiandengxinxihuizidongxianshizaigongweiqianfangdecaozuopingshang,shenzhihuizidongtigongtupianjizhuangpeifuzhuzhiling,zhijieyindaogongrenwanchengxiangyinggongzuo。
這一流程被視作定製式生產的基礎。現在,一款汽車需要上千人設計,設計人員設計3年、生產模具1年、建設工廠4年,至少需要8年的時間。而在未來工廠,製造高度靈活,一條生產線能同時生產多個車型;用戶根據個人喜好選擇的車型、車輛配置,甚至可以實現當月定製,下個月就生產出來。
亞洲最大的紙漿和紙張製造商之一的亞洲紙漿紙業集團(APP)在浙江省寧波市的造紙廠是另一個範本——jiezhuquanjichengqudongxitong,nengyuanxiaohaoheeryanghuatanpaifangliangdajian。youci,gaizaozhichangmeitiaoshengchanxiannianjunjieshengshuqianwanyuandekaizhi,nianjuntingjishijianbeibaochizaizuidide12.5小時。
此外,汽車生產設備製造商柯馬(上海)工gong程cheng有you限xian公gong司si采cai用yong西xi門men子zi的de產chan品pin生sheng命ming周zhou期qi軟ruan件jian,借jie助zhu虛xu擬ni仿fang真zhen技ji術shu發fa現xian設she計ji中zhong存cun在zai的de缺que陷xian及ji問wen題ti,在zai投tou產chan前qian就jiu加jia以yi校xiao正zheng,使shi得de設she計ji與yu規gui劃hua實shi現xian“所見即所得”(生產線模擬的精準度為98%),把產品上市時間縮短了20%-30%。
林斌說,從硬件專業提供商到係統解決方案的“大管家”,西門子在工業4.0道路上正在探索的,是一條軟硬件結合的道路。“值得注意的是,軟件有很大程度上能夠定義硬件的功能。我們談到工業4.0,肯定要往這個方向發展。但這條路還是很長的。有人說這是第四次工業革命,有人說不是革命,是一個漸進的過程,可能要7、8年nian,可ke能neng是shi十shi年nian甚shen至zhi十shi幾ji年nian時shi間jian才cai能neng實shi現xian。那na麼me,對dui於yu西xi門men子zi來lai說shuo,今jin天tian的de軟ruan件jian硬ying件jian已yi經jing在zai這zhe個ge方fang向xiang上shang走zou了le,未wei來lai我wo們men會hui在zai軟ruan件jian上shang投tou入ru更geng多duo。”
探訪中國版工業4.0
在林斌看來,無論是中國製造業2025,還是德國工業4.0,甚shen至zhi美mei國guo工gong業ye複fu興xing,本ben質zhi上shang都dou是shi趨qu同tong的de。不bu管guan概gai念nian的de具ju體ti闡chan述shu如ru何he,這zhe些xie大da國guo都dou逐zhu漸jian認ren識shi到dao,製zhi造zao業ye仍reng然ran是shi經jing濟ji可ke持chi續xu增zeng長chang的de發fa動dong機ji,將jiang信xin息xi物wu理li融rong合he係xi統tong應ying用yong到dao製zhi造zao業ye中zhong,正zheng在zai引yin爆bao第di四si次ci工gong業ye革ge命ming。
中德兩國的國情不一,製造業發展階段也不同。但他山之石,可以攻玉。
從西門子的發展路徑來看,其同樣經曆了從模仿到創新的“學徒”之路。
“拿西門子來說,我們過去買了很多軟件,比如說PLM、Comos,在過去的7、8nianlimian,gongyebumenhualejishiyiouyuanlaimairuanjian。wojiaode,zheduiyuzhongguogongyelaishuo,zhetongyangzhidesikao。tianxiameiyoumianfeidewucan,niyaokaolvtouru。erqie,zhegetourushiyoufengxiande。dangnishuoyaotigaoyanfafeideshihou,bixuxiangqingchu,nibushihuayigeyi,kenengshishijigeyi,huahaoduoshijian。”
羅luo馬ma非fei一yi日ri建jian成cheng,西xi門men子zi工gong業ye帝di國guo的de締di造zao,同tong樣yang經jing曆li了le漫man長chang的de積ji累lei過guo程cheng。近jin年nian來lai,西xi門men子zi工gong業ye自zi動dong化hua集ji團tuan先xian後hou完wan成cheng了le多duo項xiang收shou購gou,收shou購gou對dui象xiang皆jie為wei工gong業ye軟ruan件jian不bu同tong細xi分fen領ling域yu的de佼jiao佼jiao者zhe。林lin斌bin稱cheng,“今天西門子擁有許多數字化水平很高的技術平台,比如說在德國安貝格、在中國成都(編注:西門子工業自動化產品成都生產研發基地是西門子在德國之外的首家數字化企業)。但(dan)其(qi)實(shi),這(zhe)是(shi)我(wo)們(men)在(zai)過(guo)去(qu)的(de)很(hen)多(duo)年(nian)裏(li)麵(mian)花(hua)了(le)很(hen)多(duo)的(de)投(tou)入(ru)才(cai)做(zuo)起(qi)來(lai)的(de)。我(wo)覺(jiao)得(de),對(dui)於(yu)很(hen)多(duo)中(zhong)國(guo)企(qi)業(ye)家(jia)來(lai)說(shuo),一(yi)定(ding)要(yao)看(kan)得(de)遠(yuan)一(yi)點(dian),有(you)自(zi)己(ji)的(de)戰(zhan)略(lve)投(tou)入(ru)。”
種種跡象表明,無論是中國高層還是企業層麵,都已在借鑒德國經驗,探訪中國版工業4.0的未來。
去年10月,魯思沃造訪中國工程院,就製造業的未來及“工業4.0”話題做講座,與600多位院士、研究人員及企業代表交流。中國工程院正是中國製造業未來10年的頂層規劃和路線圖——“中國製造2025”——的主要設計者之一。
今年5月29日,時任西門子(中國)有限公司執行副總裁、工業業務領域總裁吳和樂應工業和信息化部邀請,就製造業的未來及“工業4.0”話題,與工信部9個司局代表進行研討,中國工程院、中國科學院等7所主要國家科研機構,中國機械工業聯合會、中國汽車工業協會等9個工業協會,以及中國移動、華為集團等20家企業代表參加了研討會。
今年3月,西門子股份公司工業業務領域工業自動化集團CEO(首席執行官)胡桉桐(Anton S. Huber)在西門子柏林燃氣輪機工廠,接待了工業和信息化部部長苗圩一行,並就製造業的未來及“工業4.0”話題分享了西門子技術藍圖和願景。
此外,天津市曾專門舉辦了工業4.0論壇,邀請西門子前往交流。
“我們最近還有很多類似的邀請和需求。”林斌說,政府更多起到平台的作用。
與政府高層或地方政府所站角度不同,對於企業而言,顯然更關注西門子能否帶來哪些立竿見影的幫助。“來自企業的反饋都是很積極的。但工業4.0是一個發展方向,而企業更關心的是今天能做什麼。他們會問西門子,今天我能從你這兒得到哪些實實在在的幫助?”
這一問題的提出,牽扯出的便是一個更現實的阻路石——標準化。
林斌介紹,西門子成都數字化工廠的參觀者絡繹不絕,在事後與西門子的交流中,企業經常提出諸如“這個東西看上去很專業,但我現在技術很差,我該怎麼做”之類的問題。“我們告訴他,比如在控製方麵,首先統一你的軟件平台,用我們的Profinet(基於工業以太網的實時以太網,可以無縫集成現場總線係統),你有沒有?”
對於大多數擁有“雜牌軍”設備的企業而言,這顯然是不可逾越的障礙。“xianzaidepinpaiyongdehenza,yingjianheyingjianzhijianxuyaoyonghenduobutongdeyuyanlaizhuanhuan,xiaolvkendingdi。henduoqiyeshuoxianzaidechengbenhengao,qishijiushiguoqugengcezhongyukaolvcaigouchengbenzaochengde。dannihuiguotoulaijiang,deguogongrendechengbenbinigenggao,yongdejiqigenghao,danweishenmezuochulaidedongxinengchangxiao?zhelikenengyaozhuanhuayigegainian,congkaolvcaigouchengbendaokaolvquanshengmingzhouqideyunyingchengben,zhegeshihenzhongyaode。”林斌稱。
德國信息技術產業協會、德國機械製造商協會(VDMA)和德國電氣電子工業協會(ZVEI)共同開展的一項調查顯示,被調查的近300家德國企業中,有半數以上都認為數據的標準化是“工業4.0”所(suo)提(ti)出(chu)的(de)最(zui)大(da)挑(tiao)戰(zhan),難(nan)度(du)甚(shen)至(zhi)超(chao)過(guo)了(le)流(liu)程(cheng)和(he)工(gong)作(zuo)組(zu)織(zhi)。未(wei)來(lai),工(gong)件(jian)可(ke)以(yi)告(gao)知(zhi)對(dui)它(ta)進(jin)行(xing)加(jia)工(gong)的(de)設(she)備(bei)該(gai)如(ru)何(he)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)加(jia)工(gong)。但(dan)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)願(yuan)景(jing)的(de)先(xian)決(jue)條(tiao)件(jian)是(shi),不(bu)同(tong)製(zhi)造(zao)商(shang)生(sheng)產(chan)的(de)設(she)備(bei)能(neng)使(shi)用(yong)同(tong)一(yi)種(zhong)語(yu)言(yan)進(jin)行(xing)通(tong)信(xin)。數(shu)據(ju)的(de)標(biao)準(zhun)化(hua),要(yao)求(qiu)相(xiang)關(guan)軟(ruan)件(jian)兼(jian)容(rong)所(suo)有(you)聯(lian)網(wang)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)、機器、設備和工廠等。當前每家企業的IT係統都使用獨立的設置,要實現集成化發展,就需要所有企業都采用業內認可的國際化標準生產體係。
對於正在的製定“中國製造2025”而言,中國若想借此在2025年進入世界裝備製造強國第二方陣、用20年時間趕超德日,標準化同樣是有待攻克的難題。
如何讓信息技術與製造技術深度融合的數字化、智能化製造成為今後中國工業發展的主線?正處於工業“三級跳”助跑階段的中國,左手攥握可資借鑒的德國範本,右手是“新常態”經濟下的諸多現實命題。