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面向工業(yè)4.0的進(jìn)化從未停止過。西門子數(shù)控（南京）有限公司（SNC）新工廠近日正式投運，在實地建設(shè)之前，西門子就已全面應(yīng)用自身數(shù)字化技術(shù)，預(yù)先在虛擬世界打造工廠的數(shù)字孿生，實現(xiàn)從需求分析、規(guī)劃設(shè)計、動工實施到生產(chǎn)運營全過程的數(shù)字化。據(jù)介紹，通過打通從研發(fā)到生產(chǎn)運營各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)流，新工廠的產(chǎn)能提高近2倍，生產(chǎn)效率提升20%，產(chǎn)品上市時間縮短近20%。
多年前西門子在成都建造其全球第二個數(shù)字化工廠時，復(fù)制了在德國安貝格工廠的經(jīng)驗、技術(shù)和流程。但SNC新工廠沒有“德國樣板”，無先例可循，是西門子全球首座原生數(shù)字化工廠。
破土動工前，工廠已“建成”
SNC成立于1996年，是西門子運動控制領(lǐng)域德國以外最大的研發(fā)和制造中心，主要產(chǎn)品線覆蓋數(shù)控系統(tǒng)、通用變頻器、伺服電機、齒輪馬達(dá)等產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于汽車、航空、電子、制藥、物流和新能源等高端制造行業(yè)，并有大量產(chǎn)品出口海外市場。面對日益增長的市場需求，該工廠急需擴大產(chǎn)能，提高生產(chǎn)效率和靈活性。于是，催生出再新建一座工廠的需要。
何為原生數(shù)字化工廠？西門子全球執(zhí)行副總裁，西門子中國董事長、總裁兼首席執(zhí)行官肖松對澎湃新聞等媒體表示，原生指的是在設(shè)計、規(guī)劃、建造和生產(chǎn)運營的全生命周期，從零開始，開創(chuàng)性地完全使用西門子自身的數(shù)字化理念和技術(shù)，讓工廠從無到有，由虛到實。“在工廠破土動工之前，已經(jīng)在虛擬世界里用西門子的軟件，完成了從工廠需求、分析到建成、運營全過程模擬仿真和驗證。在實際建設(shè)過程中，通過大數(shù)據(jù)分析，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)流程，為實際生產(chǎn)提供實時可靠的數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)數(shù)字化制造和管理。”
西門子數(shù)控（南京）有限公司新工廠
試想一下，要生產(chǎn)一支筆，傳統(tǒng)的做法是先出一張圖紙，然后調(diào)整機床參數(shù)去開模做出樣品，圖紙返回研發(fā)部門經(jīng)過比對修改，才能進(jìn)入生產(chǎn)線。隨著數(shù)字化技術(shù)向制造業(yè)各領(lǐng)域加速滲透，產(chǎn)品的數(shù)字孿生已經(jīng)不算新奇：在虛擬世界中預(yù)先完整模擬出某種產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)制造過程，通過建模仿真優(yōu)化設(shè)計，可以減少物理調(diào)試時間、節(jié)約大量材料測試成本。
肖松稱，西門子原生數(shù)字化工廠的建成，證明了可以像設(shè)計產(chǎn)品一樣設(shè)計廠房和產(chǎn)線，將數(shù)字孿生覆蓋產(chǎn)品以及工廠的全生命周期，從而實現(xiàn)持續(xù)優(yōu)化的數(shù)字閉環(huán)。
正式破土動工前，工程師們已經(jīng)在虛擬世界里完成了工廠的“建設(shè)”。“或許你會有疑問，今天誰建設(shè)工廠沒有圖紙？沒有圖紙怎么破土動工建設(shè)？”西門子（中國）有限公司執(zhí)行副總裁、西門子大中華區(qū)數(shù)字化工業(yè)集團(tuán)總經(jīng)理王海濱對澎湃新聞解釋稱，此“圖紙”非彼“圖紙”。建廠房有圖紙，機器設(shè)備有圖紙，產(chǎn)線可能也有圖紙，這不假。但區(qū)別在于，光有設(shè)計圖紙，無法將工廠、產(chǎn)線、機器設(shè)備、工藝在計算機環(huán)境中模擬實際生產(chǎn)運行“動起來”，進(jìn)而驗證和優(yōu)化工廠設(shè)計。SNC新工廠在設(shè)計環(huán)節(jié)已全方位進(jìn)行了虛擬仿真、虛擬調(diào)試、虛擬生產(chǎn)和驗證，避免了傳統(tǒng)設(shè)計的試錯成本，這是其他工廠還未做到的關(guān)鍵之處。
據(jù)介紹，新工廠在實體建設(shè)及運營階段，基于西門子工業(yè)云的大數(shù)據(jù)分析及其與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的有機結(jié)合，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)流程，為實際生產(chǎn)提供實時數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)數(shù)字制造和管理。新工廠可同時生產(chǎn)電子和電機制造兩大類從原材料、生產(chǎn)設(shè)備到工藝流程均截然不同的產(chǎn)品，“將這兩大類產(chǎn)品放在同一個屋檐下生產(chǎn)，這對任何企業(yè)來說都是一項前所未有的挑戰(zhàn)。”西門子數(shù)控（南京）有限公司總經(jīng)理周郁榮說道。
在無歷史遺留硬件負(fù)擔(dān)的新建“綠地工廠”實施更徹底的數(shù)字化應(yīng)用意味著相較于常規(guī)工廠的更多投入。但王海濱認(rèn)為，在進(jìn)行投資決策時，除了直接且看得見的成本，試錯成本、錯誤決策等隱性或間接成本也不能忽略。“從SNC新工廠的經(jīng)驗來看，數(shù)字化的投入所獲得的收益是完全劃得來的。”
將加強本土研發(fā)和供應(yīng)商體系
低碳環(huán)保也在SNC新工廠設(shè)計之初便被納入重點考量。據(jù)悉，該工廠利用屋頂光伏系統(tǒng)為工廠運營提供部分清潔能源；利用地源熱泵技術(shù)提高冬季供暖和夏季制冷能效；應(yīng)用高效率水泵和風(fēng)機、熱回收裝置、雨水回收系統(tǒng)、風(fēng)能和光伏LED路燈、智能照明控制系統(tǒng)和太陽能熱水系統(tǒng)，最大限度地節(jié)能減排。上述措施預(yù)計每年可節(jié)省約506萬千瓦時的電力、6286立方米的水，減少3325噸的碳排放。
肖松在采訪中表示，數(shù)字化和低碳化將是未來西門子在中國發(fā)展的兩大支點。
“盡管疫情給全球經(jīng)濟帶來了很大的挑戰(zhàn)，但中國作為世界第二大經(jīng)濟體，擁有完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系，同時提出了統(tǒng)一大市場、堅定實施改革開放等一系列推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展方面的努力，對于外資企業(yè)而言非常重要。”肖松表示，目前西門子在華擁有超過30000名員工，四十多家運營企業(yè)，在中國布局了完整的產(chǎn)業(yè)鏈和開放共贏的生態(tài)體系。提及中國戰(zhàn)略，他透露，西門子中國將加大本土研發(fā)和創(chuàng)新能力，加強與大學(xué)、研究院的合作。
2020年新冠疫情的爆發(fā)，促使全球企業(yè)重新思考供應(yīng)鏈布局與風(fēng)險管理。
肖松說，過去兩年中，公司整體上把供應(yīng)鏈帶來的風(fēng)險降到了最低。為了進(jìn)一步加強供應(yīng)鏈建設(shè)，過去某個產(chǎn)品的供應(yīng)商可能只有一家，現(xiàn)在需要增加到兩至三家供應(yīng)商，以降低風(fēng)險。同樣重要的是加強本土供應(yīng)商的比例，過去某些產(chǎn)品基于全球供應(yīng)商，疫情令企業(yè)充分認(rèn)識到，須加強本土供應(yīng)商的建立和開發(fā)。“通過這些措施，我們能夠更快速地面對未來新的不確定性。”
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