在“工業(yè)4.0”、數(shù)字化工廠等新概念在行業(yè)盛行之際，筆者有幸參觀了位于成都高新西區(qū)的西門子工業(yè)自動化產品的成都生產研發(fā)基地（以下簡稱SEWC），近距離地接觸了這個西門子在中國設立的首家，也是唯一一家數(shù)字工廠。“耳聽為虛，眼見為實”，本次參觀讓筆者對數(shù)字化工廠有了更進一步的了解，對“工業(yè)4.0”有了更深切的認知。

SEWC工廠內景

SEWC是安貝格工廠的姊妹工廠，眾所周知，創(chuàng)建于1989年的西門子安貝格工廠被認為是全球最先進的數(shù)字化工廠，一直以來被業(yè)界認為是德國工業(yè)4.0的雛形。而2011年立項、2013年便投產的SEWC也表現(xiàn)不俗，“10秒一個產品下線，每天一萬一千臺產品，百萬加工失效率（dpm）9.5，SEWC的產品40%發(fā)送德國全球供貨?！蔽鏖T子工業(yè)自動化產品（成都）有限公司總經理李永利介紹，“由于中國工業(yè)化的進程以及西門子在工業(yè)自動化中的重要性，西門子決定把工廠建到中國這一最重要的市場之中，將西門子最新的數(shù)字化工廠平臺運用到成都工廠以保證未來20～30年中穩(wěn)步前進?！?/p>

自動化踐行“質量第一”運營哲學

“SEWC不是為了豎立一個樣板工廠而存在，我們的目標在于工廠效益更好，產品質量更高、交付期更短?！崩钣览f強調，“當客戶衡量產品時，不僅僅會思考這個產品本身的價格，更重要的是產品質量，因為當產品出故障時，給顧客帶來的損失遠遠要比產品自身的成本更高，數(shù)字化形成的強大數(shù)據(jù)流可以幫助整個工廠的管理運營并且保證所有信息全程可追溯，在縮短產品交付期的同時也保證了產品的質量。”

生產自動化有效提高質量，避免了人為的錯誤，降低出錯率；自動化設備工作時可以自動地收集大量數(shù)據(jù)，運作時發(fā)生的數(shù)據(jù)及時準確地收集起來，不需要浪費人力。

物流自動化可以保證物料的過程數(shù)據(jù)的透明化和可追溯。物料進廠開始就有自己獨特的身份，并全程記錄加工各步驟所產生的數(shù)據(jù)，任何一點細微的偏差都能做到有跡可循。而這些數(shù)據(jù)的積累、分析可以幫助幫助管理層進行更加科學高效的決策，縮短設備調試的時間，在有效避免進一步損失的同時，提高產品質量。

信息流的自動化是數(shù)字化的關鍵所在，從前期的計劃、采購、加工到交付的完整供應鏈中，需要各個部門的協(xié)同配合，如果部門間不能實現(xiàn)信息共享，消耗在共同環(huán)節(jié)的時間成本將會成倍疊加，效率自然很低。在信息自動化的過程中，通過設備自動完成信息的記錄、交換、流動過程，尤其是當企業(yè)的規(guī)模足夠大、加工的規(guī)模足夠復雜的時候，設備之間實現(xiàn)自主的信息流動變得十分必要。

核心系統(tǒng)打造透明工廠

“工業(yè)4.0”更多涉及的是各個設備流程功能之間，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進行交流互動。在SEWC，產品生命周期和整個生產流程都被集成到高度自動化的工業(yè)軟件中。整座工廠的運行，都是基于這些數(shù)據(jù)基礎，ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）、PLM（產品全生命周期管理）、MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）、控制系統(tǒng)及供應鏈管理，全部實現(xiàn)了無縫的信息互聯(lián)，工廠數(shù)據(jù)還能與德國生產基地以及美國的研發(fā)中心進行數(shù)據(jù)互聯(lián)，從而造就出了一幅透明工廠的畫面。

功能上，MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）更多的被關注，設備之間的互鎖，可追溯性等等都需要MES，它像是一張抽象的網絡，鏈接著生產、運輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)，并可以快速抽取所需的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)籌管理。伴隨密布工廠的傳感器實時把生產信息傳導到MES系統(tǒng)中，系統(tǒng)在進行質量管理后會把信息顯示出來。數(shù)字化系統(tǒng)把質量信息實時同步展示的時候，連客戶也能隨時看到，實現(xiàn)了質量信息的透明化。

PLM（產品全生命周期管理）軟件，不只是研發(fā)，生產、采購、物流都需要這個平臺上相互配合。產品的各個環(huán)節(jié)中的數(shù)據(jù)都在這個平臺上不斷豐富，任何一個環(huán)節(jié)的改變引起的各種相應的數(shù)據(jù)改變，都能通過PLM及時準確并自動地更新，之后的制作流程就會自動傳到MES，MES會根據(jù)新的制造解決方案分配產線和時間，從而實現(xiàn)系統(tǒng)之間的無縫集成，數(shù)據(jù)的自動更新。數(shù)據(jù)交換的自動化程度越高，出錯率越少。

工廠中的各個環(huán)節(jié)，生產計劃、物流、設計、生產、執(zhí)行等，產生大量數(shù)據(jù)并可以實時集成、交換便實現(xiàn)了透明化。透明化才能實現(xiàn)有價值的數(shù)據(jù)被最快速的找到，決策的科學性準確性就了保障，就很容易的分析出每個過程存在的問題，從而進行有針對性的優(yōu)化。

精心布局實現(xiàn)數(shù)據(jù)自主流動

現(xiàn)場參觀環(huán)節(jié)分為三個部分：運輸層、廠區(qū)和立體倉庫。首先參觀的是位于一層的運輸層，這一層只見到極少的工作人員，一箱箱的物料在導軌上整齊有序的運行著，每一個箱子都有條碼，當?shù)竭_岔口的時候，都會有掃描裝置自動掃描，通過與倉庫管理軟件的“數(shù)據(jù)對話”，經由“自動交通”的物料輸送環(huán)節(jié)，輸送到高貨架立體倉庫或者物料中間庫。還配備了幾個貨料專用的升降梯，方便了生產層與運輸層的貨料傳輸。據(jù)介紹，物料從物料間升入車間后，工人按照電腦顯示屏上的電子任務單，開始裝配、包裝等工作。任務完成后，他只需按下工作臺上的按鈕，流水線上的傳感器就會掃描產品的條碼信息，記錄它在這個工位的數(shù)據(jù)。MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）將以該數(shù)據(jù)作為判斷基礎，向控制系統(tǒng)下達指令，指揮物流小車將產品送去下一個目的地。

導軌傳送半成品

整個生產過程是無紙化的，而且實現(xiàn)了混流生產。產品組裝的生產線布局是在中間的循環(huán)導軌兩側布置了裝配各種元器件的設備。導軌上有標準的托盤，托盤上面是半成品，每個產品都不一樣。MES系統(tǒng)會自動根據(jù)生產工藝，將托盤從導軌轉移到設備的導軌上，將產品移動到某臺設備之中完成相應工序。大部分設備是自動生產，個別工位采用人工。

參觀平臺旁邊通過兩個電子屏展示了西門子數(shù)字化工廠的數(shù)字化研發(fā)、數(shù)字化生產、數(shù)字化物流和數(shù)字化質量管理體系。其中，質量看板通過西門子的MES系統(tǒng)可以實時顯示質量看板，通過不斷鉆取，查詢出現(xiàn)質量問題和不同維度的質量統(tǒng)計信息。另一個屏幕則顯示了對制造與裝配過程的仿真。

立體倉庫

接下來進入立體倉庫，走到原材料的存放處，是兩個高達18米的自動化高位貨架，采購的物料經過質量檢驗之后都會儲存在這里，并通過兩座升降梯與車間相連。倉庫共有近4萬箱貨位，物料的存取并不用叉車搬運，而是通過“堆取料機”用數(shù)字定位的模式進行抓取，不必考慮叉車通過的距離，物料庫的設計更緊湊，節(jié)約了倉庫的空間。根據(jù)后臺的數(shù)據(jù)提示，這兩部取料機依靠數(shù)字定位迅速地抽出對應的原材料，并通過自動傳輸軸，馬上傳送到生產車間。運動控制精度很高，實現(xiàn)了物流管理的全自動，通過生產訂單驅動，到自動倉庫取貨和補貨，出錯率幾乎為零。

本次參觀令筆者受益頗深，不僅僅是實地接觸數(shù)字化工廠帶來的震撼，更多的是對于數(shù)字化、信息化、自動化等工業(yè)理念的進一步認知，它們不是酷炫的機器換人，它們也不是“一步登天”的智能制造。要逐步實現(xiàn)以上“三化”，還有許多工作模式需要推翻，還有許多新的系統(tǒng)要完建立。