現在中國工業已經發展到了一個新階段,中國制造的產品越來越先進,像高鐵、計算機、先進機械、汽車、飛機和宇宙飛船,對于中國的制造業和工業來說一切皆有可能,都有能力去制造。而且在剛才聽了您的報告之后,我也很高興的說,我們對于工業未來的看法是不謀而合的。全世界看到了從中國制造向中國創造的巨大轉變,這是一個非常巨大的發展,這樣的成就主要是體現在采用了最先進技術的復雜產品之上。如果大家有機會去看一看工業論壇展臺的話,大家可以看到未來的工業發展已經可以掌握在手中,在我們走過的發展道路以及未來的發展道路上,會同樣的激動人心,大家和我一樣都急切的要走上這一段旅程,我們在中國市場有100多年的歷史,我們將繼續是這段旅程當中諸位忠實的伙伴!
對于西門子來說中國是極其重要的市場,是第二大西門子海外市場。我們在中國已經擁有近32000名員工,既為中國市場服務,也把先進的產品和解決方案以中國為基地向全球出口。我們在中國設立了76家運營公司,我想引用溫家寶前總理的一句話,他有次參觀了我們在天津的工廠(天津電氣傳動有限公司),我們產品的質量以及生產效率給他留下了深刻的印象。他說,西門子是一家中國公司。我們在中國各地都得到了歡迎和認可,我們會繼續和中國攜手同行,為中國的可持續發展做出貢獻。今年4月份,我們和我們的合作伙伴北汽集團簽訂了合資協議,我們向北汽的生產混合動力和電驅動的汽車工廠做出了新的投資。同時我們在中國也建立了最大的高效電機研發中心——西門子電機有限(中國)有限公司,這不僅僅體現了我們對中國市場的投入,同時也再次凸顯了我們對中國持之以恒的承諾。
女士們、先生們,我是生產工程師出身的,很高興的是我們看到世界各地的制造業再次崛起,在一個國家的持久創新力方面、在經濟的可持續發展方面,以及在創造就業和繁榮方面,工業的角色再次被高度重視。在中國的“十二五”規劃當中非常重要的一個要素,就是工業的轉型升級以及兩化融合,同時也包括新能源、環保、新材料以及混合動力汽車、高端制造業方面的前沿創新。中國政府也把環境保護作為重中之重,在大力的支持節能、環保的制造的部署和推廣。隨著中國產業政策的升級中國也更加致力于工業化和信息化的兩化融合,就像剛才馮司長介紹的那樣。而其他國家也在加強他們的工業,以美國為例,美國正在向他們的工業生產效率和質量進行大幅度的投資,來確保社會和經濟的繁榮,他們把這樣的做法稱為美國制造業的復興。另外在地圖上有一個非常小的國家叫德國,德國政府在大力的推動制造業和工業的數字化,德國主導的技術理工大學也在共同的推動工業4.0。待會我介紹一下工業4.0有哪些技術細節。
世界各地的政策都表明各國政府又再次認識到制造業是各國經濟的支柱,推動就業、創新和社會繁榮。因此像西門子這樣的公司也面臨著根本的挑戰,而且我們也正在這樣做。過去工業界的結構是非常清晰的,各個公司可以通過規模效應來降低成本,并且可以在每一個生產流程去推動生產力的提高,但是這樣的時代已經一去不復返了。隨著全球化的進一步加速,資源變得更加稀缺,而國際價值鏈在不斷的被催生。而且競爭也進一步加劇,現在我們看到:一方面挑戰在增加,另外一方面機會也在增加,這是因為技術已經大步發展和前進了。
今天我們不光要強調員工的生產效率,同時整個企業在資源和能源上也要更加高效。
我們今天不僅僅要提高生產速度,還要縮短產品上市的時間,當一個產品新的創意產生到消費者能夠用上產品,這個時間要不斷縮短,雖然產品本身在變得越來越復雜、產品的版本也越來越多。今天我們要滿足客戶更加復雜的需求,現在客戶可以在線對產品進行配置和定制,并且要一鍵點擊就能夠完成一站式的交付。這使得制造業面臨著前所未有的快速變化,在這樣新的世界當中過去的方法或秘訣不再能夠帶來持久的競爭優勢了。根據主要的分析機構像ARC、麥肯錫等等都指出了這樣的趨勢。我們在這兒可以看到有一個共同點,就是網絡化的生產和數字化的制造正在成為決定成敗的關鍵,對于離散工業而言和過程工業而言都是如此。如果不使用這些強大技術的話,就不能滿足對于工業的需求,這也意味著IT和軟件在越來越多的深入到工業當中,而且和各種各樣的工業技術去實現集成。
實際上這樣一些研究基金應該用來研究中國的現狀,因為工信部這個部委名字的本身實際上就體現了這樣發展的方向。為什么制造技術的大幅度轉型在現在這個時間點得到高度重視呢?答案只有一個詞,數字化的發展。計算能力、通信帶寬和數據存儲能力一直在實現指數級的增長,一直在遵循著摩爾定律,使過去的限制因素不再是限制因素,因此帶來的大數據。我們看到數據的數量在大幅度增加,同時有越來越強的能力來傳輸、分析和存儲大量的數據和信息。在前2000年,全人類一共創造了2EB的數據,但是現在每天就能夠產出2EB的新數據。根據專家的預測,從2010起到2020年的時候我們的數據量將會達到40ZB,也就是說比2010年的數據量要增長50倍。所有數據來源在哪兒呢?為什么會出現數據量的爆炸性增長呢?之前我已經講過計算能力、數據存儲能力和通信帶寬已經沒有以前的制約因素了,我們以今天的智能手機為例,今天智能手機的計算能力相當于世紀之交時的一臺大型機的計算能力,數據量的大型增加也是來源于制造業越來越多的數字化。比方說攝像頭,今天一個攝像頭就能夠采集300TB的數據,而以前是少而又少。現在設備和機器當中有越來越多的傳感器和通訊界面,機器之間的交互能力越來越強,物聯網不是未來,而是已經成為了現實。
而過去我們的生產過程都是線性的,現在看到的新型生產的出現,就是復雜網絡化的生產的出現。在這樣的生產當中使用了大量的數據,因為產品的種類和型號越來越多,以汽車工業為例,因為汽車工業現在已經是最數字化的工業之一了,這個趨勢是非常清楚的。汽車的產品部類和型號在大幅度的增加,而且現在大家都用數字化方式打造夢想之車,每個人都有自己喜歡的車輪、發動機、內飾、外飾等等配置。我們以新大眾高爾夫為例,可以產生數萬億個可能的組合,而汽車廠商以及零部件廠商還要及時交付所有的零部件,要準確的執行定單。而廣大客戶希望點一下鼠標,汽車就能夠交付上門。
女士們、先生們,在這樣全球競爭的環境下,你們必須要有更加靈活的制造和生產。如何能夠實現全面的勞動生產力的提高和更短的進入市場,以及同時實現更靈活的制造呢?如果同時要實現,不僅僅要有數字化,不僅僅要有軟件驅動的數據,因為大多數買汽車的人實際上需要的是真實的汽車,而不是通過數字化的呈現來進行視頻游戲,所以我們要把實際的制造和虛擬的呈現能夠完美的結合在一起。真實與虛擬生產相融合得益于創新的軟件和強大的硬件。產品生命周期軟件可以去優化整個產品的生命周期,從最初的產品設計、生產規劃,一直到生產實施和服務于最后的用戶。比如說在產品設計的時候通過使用PLM的軟件,可以給生產者帶來更多的機會,這就意味著不僅僅提供的是三維的模型,而這個軟件也能夠讓我們去分析和優化自動化的設計,在虛擬的世界里就可以完成。有了虛擬化的設計之后不僅可以節約原材料,同時還可以節約資源,而且也可以節省大量的成本。
在生產規劃的時候同樣也使用仿真,這也是由于有了PLM的軟件,這個軟件可以讓你虛擬化的開發每一個機床的生產過程,甚至還可以實現整套的仿真。同時也有虛擬化的模型,能夠幫助你創建一種全新的視角進行創造。
不管是有了什么樣的原樣機,如果不滿意的話可以不用耗費這個原樣機,而是通過虛擬的方式對它進行優化。而在實際的世界當中只能是再制造一個原樣機,才能把以前和新的來進行對比、進行改進。在這里創造性實際上被賦予了全新的視角,有了創新的軟件之后可以把產品的開發和制造能夠很好的結合在一起,因為制造生產也是依賴于設計的,而設計也會要依賴于最終產生的實體。
在生產的過程中要實現整個產品生命周期的管理,在今天可以幫助客戶來應對整個生產過程當中的挑戰。我的這頁膠片就展示了制造業未來的一種過程,所有的這些步驟都可以實現很好的互聯。比如說工程數據可以很好的被轉化到生產過程當中去,這不僅僅是要把各種IT系統連接在一起,同時這些信息也是雙向的互動。如果出現了質量方面的問題,在產品開發、產品設計,以及生產過程中都要去相應的去解決問題,以便通過全面整體的方式來解決質量問題。它有一個數據的骨干系統,而且也有一個單點的接觸,使得整個的生產過程都能夠整體性的來進行考慮,因為這樣就不會受到資源的局限。同時我們也要考慮到非常復雜的各個步驟的情況,因為如果一個步驟發生了變化就會潛在地影響到其他的步驟,前面的步驟和后面的步驟都可能會受到影響。當然你還要使用最佳的解決方案以及最高效的技術,應用到每一個步驟上。但同時要有一個整體性的優化概念,因為這樣可以使得整個生產過程得到優化。
接下來我會舉例說明這些想法在實際當中的應用,而且我也通過一些具體的實例來引發按我們關于工業4.0方面進一步的討論。德國的艾森曼是一個汽車工業浸入式涂裝系統領域的公司,提供的是表面技術方面的解決方案。使用了各種生產線上面的一些仿真技術之后,比如使用了PLM的軟件NX來進行相應的浸入式涂裝系統的設計,而且還可以有一個三維的呈現,并且還可以實現提供各種所需要的工藝參數。它通過三個軸的運動,水平、升降以及旋轉三軸的運動實現動力學的控制,是也可以考慮到加速、延遲和平移,這樣就可以把各種涂層當中的各個步驟都考慮在內。各個機床的部分運轉和運動都是有不同的速度,而且有不同的動力學,所以這樣的一個軟件可以來優化整個系統。一旦使用了軟件之后設計得到了優化,而控制性的程序也可以實現真實世界當中的一些優化,因為仿真用到的實際上是真正意義上的控制器,就像實體世界當中的控制器一樣。而時間的偏差,就是仿真和實際世界之間的時間偏差是非常之小的,所以虛擬的工廠仿真也能夠支持在中國的制造業。
比如說在柯馬上海工程有限公司,他們就是來進行各種汽車車身焊接方面工作的,他們也在使用西門子PLM的Tecnomatix軟件結果仿真。在有些情況下仿真可以表明,比如說可以實現某些地方的創新性的配置,另外從生產的上游一直到產品的設計可以影響到整個生產。而使用了西門子的軟件解決方案之后,柯馬可以以更少的時間來實現仿真,可以實現整個生產線的可視化。對于這個公司來說還有一個多用戶的能力,也就是說不需要同時進行配置方面的改變。另外利用西門子的PLM軟件可以進行開發創新性的配置,可以節省硬件成本達到60%。這個企業就可以來提供成套的汽車車身焊接生產線給領先汽車廠商,所以不僅是一流的生產工具和一流的生產線,同時也可以節省大量的工程時間,能夠幫助解決在工廠方面的成本和費用。
另外柯馬的用戶也可以在虛擬的世界當中,讓這些汽車廠商了解相應的車身焊接生產線的情況,因為它是通過受到培訓有技能的人來進行操作的。同時這些工業企業也可以為單一的機器設備提供仿真。
德國的Index公司就是使用西門子的仿真軟件解決方案來實現生產,在這里有一個虛擬機床。在這個視頻當中可以看到和實體當中的機床是完全一樣的,可以來仿真所有的機床,并且可以實現控制。通常你要花幾天的時間在現實的世界當中才可以看機床是不是能夠正常使用,但是在仿真情況下可以顯著節省機床調試的時間,在理想的環境之下啟動機床。因為機床本身是企業非常寶貴的資產,而且是核心的資產,所以使用虛擬的機床可以幫助來實現人員的培訓,并且能夠保護核心的資產。這樣的虛擬機床使用了之后,可以顯著的提高生產率,可以比實際機床的設置時間節約80%。而運轉、操作的生產率可以提升10%,這對于整個過程工業來說也是非常有用的。
比如說接下來的例子是來自于制藥公司,諾華制造一直使用西門子的Comos軟件來做生命周期的管理和無紙化的管理。Comos軟件可以從規劃和生產一直到運營和現代化的流程,都可以覆蓋。這個軟件是一個創新性的平臺管理。首先把現有的軟件工程環境和Comos集成到了一起,形成了一個集中化的解決方案。然后他們使用了程序實現了工程的標準化,從那之后所有的過程、技術、電氣測量、開閉環的控制都可以通過Comos數據平臺來進行。實際上把這樣一種做法貫穿到了諾華在全國范圍內的工廠,同時也應用到了外部的合作伙伴那里,實際上這可以幫助提高工廠的工程效率和質量。諾華通過內部的測試說明,可以把工程效率、質量分別提高8%到12%,這使用的就是Comos的解決方案。
另外一個技術方面創新,如果您是計算機游戲愛好者的話,這是一個非常令人感覺到振奮的地方,因為我們可以幫助流程行業的工廠實現強大的三維可視化,就像是計算機上的游戲一樣,這是一個非常復雜的工程。比如煉油廠或化工廠,這使得他們非常容易用這種方式來培訓人員。在現在的工廠當中要通過不斷的培訓實現安全性的提高,我們通過這種三維可視化的解決方案的提供,能夠幫助節約時間,同時也能夠提高工廠的可用性,并且提高效率。就像在這里大家所看到的,使用這個軟件就像是玩一個電腦游戲一樣。我們可以把這個工廠以三維方式呈現出來,而且還可以修改這個工廠數字化的呈現,可以通過三維的控制然后來看工廠,也就是說操作員的角度來看。同時也可以把人員像在電腦游戲一樣調整視角來看整個工廠的場景,所有的這些都會放在一個數據庫當中,而且放到一個單一的數據來源當中,所以這些數據都是保持一貫的,并且能夠隨時更新。所有使用了COMOS解決方案的公司,他們都在用這種辦法對自己的員工進行培訓。
軟件、硬件完美的結合還有另外的一個例子,就是在中國的華晨寶馬的沈陽鐵西工廠,這是世界范圍內最先進的寶馬工廠之一,他們采用了全集成自動化,就是TIA。這是非常高效的解決方案,這個概念是讓傳統的自動化的工廠可以實現全集成的自動化。可以把數據的管理以及配置都和可編程的環境集成在一起,能夠提高效率,而且能夠降低運營成本和設備維護的成本。在華晨寶馬的每一輛汽車都可以實現自動化的配置,可以按照客戶的要求來做。這里的挑戰是如何確保每一個汽車的生產要能夠在正確的時間滿足正確的配置要求,同時能夠考慮到所有物流方面的要求。
這樣我們的TIA帶來了理想的解決方案,華晨寶馬的多款產品可以在一條生產線上進行生產。比方說同一車有不同的車型可以在一條線上來進行生產,而且各種的改型也可以在一條線上生產。同時生產還有進一步的柔性可擴展的空間,將來可以推出更多的車型。通過實時定位識別系統,通過進行條形碼的掃描,車到了這個站點上有一個識別號,需要安裝的零件會自動出現在操作員的屏幕上。一系列的圖像化的指示將指導工人完成所有的操作,而不是過去手上拿紙質的工作單或手冊。這樣設備的可用性達到了99%以上,使得華晨寶馬滿足了質量和效益的雙重要求。同時也能夠對于傳動系統和自動化系統進行優化。
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