當前,疫情在全球蔓延,對中國制造業發展帶來的沖擊和影響是不言而喻的,這也倒逼很多企業要開辟出一條數字化、網絡化、智能化的新生路?梢哉f“數字化”這三個字對于今天企業的價值創造來講,既是一次必須把握的機遇,也是一場不可小覷的挑戰。
近日,在2020西門子工廠自動化線上媒體沙龍活動上,西門子(中國)有限公司數字化工業集團副總裁兼工廠自動化事業部總經理衛岳歌先生表示:“我們想讓大家能夠了解更多關于西門子的信息,借此讓大家能夠清晰了解我們的業務、目標,以及展示西門子是如何探索并實踐數字化發展之路的。”
西門子(中國)有限公司數字化工業集團副總裁兼工廠自動化事業部總經理衛岳歌先生
數字化助力工廠實現柔性生產
這場席卷全球的新冠病毒疫情,對很多國家、企業來說都是一個巨大的挑戰。在衛岳歌先生看來,這正應對了中國的古話“危中有機”,危難每次出現的時候,也會隨之暗藏著一些機會。西門子是為社會提供服務和業務的企業,因此疫情期間,西門子為很多的設備供應廠商提供了多種解決方案,幫助他們更好地應對這次疫情。比如說,西門子的S7-1200 PLC被組裝至消毒機器人,為抗擊病毒筑起安全防線;集成了西門子S7- 200 SMART PLC的負壓通風系統在火神山醫院正常運轉,同時設備制造商也使用了西門子的SIMATIC S7-1200和SINAMICS V90產品來組裝他們的口罩機。
“以口罩機設備為例,疫情期間很多設備供應商希望能夠非?焖俚刈龀隹谡謾C來滿足市場需求。這個過程中,我們有很多廠商應用了西門子數字化雙胞胎技術,首先通過軟件對口罩進行設計,同時對口罩設備在虛擬環境下進行設備設計和調試。這樣通過產品和設備的數字化雙胞胎大大加快了口罩設備推向市場的速度。” 衛岳歌先生表示,市場需要我們不斷提供新的產品或定制化產品。近年來,這樣的需求越來越多。對于西門子來說,數字化能夠為這些需求的變化提供更好的解決方案。
此外,衛岳歌先生認為,市場的需求除了來自于速度和效率外,還有一點很重要,那就是“柔性”。只有縮短產品上市時間并提高生產柔性,才能回應瞬息萬變的市場需求,激烈的競爭和定制化生產的潮流。西門子的數字化解決方案可以為柔性制造賦予更多可能。以汽車行業為例,二三十年前買車時可能只有馬力多大、車的顏色、輪轂大小等幾個選項可供選擇。而今天的消費者買車,可登錄網站,通過成百上千個選項的選擇,定制出一輛自己喜歡的車。這就為工廠帶來了非常巨大的挑戰,它需要根據消費者定制化的需求來生產屬于個人的一輛車。對工廠來說,很可能生產完這輛車以后,下一輛車又不一樣,這就需要有足夠柔性,需要在正確的時間點提供正確的原材料,能夠以正確的程序來控制相應的設備。所以數字化可以高效助力工廠實現柔性生產。
西門子“數字化雙胞胎”
更高的靈活性、更短的上市時間、更高的效率以及更好的質量,是工業4.0對制造企業提出的要求,也是未來企業數字化轉型升級重塑競爭力的關鍵指標。西門子能夠提供從產品的數字化雙胞胎到生產上的數字化雙胞胎以及到性能上的數字化雙胞胎的完整數字化解決方案。西門子建議,想要達到真正的數字化,需要把這三方面都考慮進去,才能在整個價值鏈的各個步驟中實現數字化。
首先,通過產品數字化雙胞胎可以看到未來產品的樣子,指的是產品的數字化設計、仿真和驗證,也就是有效的新產品設計。第二個就是生產和設備的數字化雙胞胎,在實際投入生產之前驗證制造流程和設備在車間中的效果。通過數字化技術去規劃整個生產過程,包括自動化設備和機器人工藝動作、人的作業步驟、生產線物流、生產節拍以及虛擬驗證;對設備制造商,可以通過模型模擬設備的運動和工作狀況,實現機械和電氣的聯動。在數字環境里可以構建一個未來真正可以運行的工廠,通過構建生產數字化雙胞胎,在沒有生產這個產品之前就可以預測其未來的生產狀態,進行很多優化和調優工作。第三個就是性能的數字化雙胞胎,實現采集、分析和應用產品和生產的操作數據,有了真實生產之后,西門子通過實時采集生產過程中的生產數據以及產品運行數據,通過工業物聯網平臺Mindsphere去分析數據轉化成有價值的信息,反饋到最初的產品設計和生產規劃中,繼而持續改進整個生產和產品質量、成本和效率。
西門子作為工業自動化和數字化領域的技術領軍者和創新引領者,衛岳歌先生的感受較常人更加深刻:數字化是近期大家都在談論的一個熱詞,很多人認為只有非常大的企業和工廠才可以談數字化,其實這是人們對數字化的一個誤解。對于數字化這個概念來說,我們可以從最初的設備元件端的設計到設備、生產單元以及生產工廠都可以形成一個數字化的解決方案,不單單只針對大的工廠。
比如中國很多OEM廠商,他們利用了數字化工具在做設備的數字化雙胞胎,在真實做設備之前其實已經可以通過虛擬的方式在電腦里面做一個虛擬設備,這樣能夠大大減少產品設計以后調試的時間,可以進一步加快上市時間。
衛岳歌先生進一步解釋道,大家知道在真實的產線上經常會看到有很多不同的工位,工位上有很多的機器人,機器人會做一些物料的傳遞等等,F在我們可以通過軟件,通過虛擬方式能夠把整條產線虛擬化,在不需要投入任何硬件做樣機時,用戶就可以在電腦里進行整個產線的設計及優化。在過去,我們說到產線優化,如果牽扯到不同設備的協同等,這個只能在現場進行改善,通常需要在半年之前進行準備。而現在不一樣了,現在我們可以通過虛擬仿真技術來實現。
以數字化技術引領創新驅動
談及西門子工廠自動化部門在產品端未來的戰略問題,衛岳歌先生表示,5G、人工智能、區塊鏈、虛擬調試、邊緣計算等新技術都將會引領創新驅動,持續推進數字化發展。西門子一直在思考工業的未來。目前,關于工業未來的解決方案,西門子會側重在邊緣計算以及人工智能上面。
西門子(中國)有限公司工廠自動化事業部未來自動化技術與業務孵化器部門經理王超博士介紹說,西門子通過工業人工智能與邊緣計算的銜接幫助客戶提升效率和靈活性,邊緣計算提供了很好的載體,這個載體可以開發更好的新型應用,而人工智能通過相關的機器學習技術和深度學習技術可以在底層對數據進行更高質量的分析,從而對原有依托于專家經驗的方式方法進行增強和提升。
西門子(中國)有限公司工廠自動化事業部未來自動化技術與業務孵化器部門經理王超博士
西門子現在的工業邊緣計算采用彈性部署的方式。邊緣計算本身落地的時候可能是一個設備,這個設備承載著不同類型的應用。起初,很多客戶想做邊緣計算早期嘗試,只是針對某一個機臺或者某一個系統的生產進行提升,那么邊緣計算就可以部署在機臺邊上,這時候企業并不需要龐大的后端,只需要對一個單點進行管理,也就是說只需要一個PC對這個設備做單向的管理。
應用完以后,客戶覺得邊緣計算的方式方法對應用開發更加便捷,就可能把這個設備推廣到整個產線。那么這個邊緣計算設備可能會從一兩個變成十幾個,有可能在一個工廠里面部署完以后是幾十個。這時如果再點狀的做管理和維護會遇到很多沖擊和挑戰。這時候企業會想到面向車間和工廠,對自有數據中心資源進行利用,比如用企業比較好的后端通過相關網絡連接對一些相關的不同類型的邊緣計算設備,針對幾十個甚至上百個邊緣計算設備和上面的應用進行基于服務器的集中化管理方式。
王超博士表示,西門子有些服務的客戶是集團架構,擁有不同的產業鏈,比如汽車廠在不同的地域有不同車廠;糧油行業有的是米類,有的是做油類。這樣的邊緣計算部署往往跨地域、跨業務屬性,有時還服務于不同類型的操作者,如果再從單純的服務器視角來做連接就會有很多的問題。這樣的話,我們就可以把邊緣計算管理的后端部署到企業的私有云上,通過企業內部的私有云對不同車間,尤其是不同地域車間的邊緣計算設備和上面的應用進行集約化管理。因此,邊緣計算的邊緣管理、邊緣應用和邊緣設備,這三層體系是可以擴展的,可以根據客戶的部署與規模,及需求進行彈性擴展。
推出本地化產品組合服務中國市場
西門子是工業4.0最早的創導者,同時也是數字化企業的一個實踐者。對于工廠自動化來說,西門子能夠提供完整的解決方案來應對不同的應用,因此在市場占有率上來說無論是全球還是在中國,西門子都是第一。而中國是全世界最大的自動化市場,因此西門子十分重視中國市場。
面對競爭越來越激烈的中國自動化市場,西門子有一套本地化的產品組合。像SMART系列有本地化的PLC、人機界面和工控機。同時對于工廠自動化事業部來說,西門子全球有兩個工廠,一個在德國安貝格,另外一個在中國成都。中國成都的工廠正在進行第二次擴充,經過第二次的擴充之后,這幾部分集合一起后,整體產能已經非常接近德國安貝格工廠。
衛岳歌先生表示,目前西門子的本地化策略主要有兩點:第一是針對中國市場的產品,有本地化的SMART產品線可以符合中國客戶需求;第二是針對全球市場的產品,中國是世界上最大的自動化市場,并對高端全球產品也有很大需求,西門子通過成都工廠在中國生產全球化的產品組合。
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