工業4.0的“推手”

在過去的15年里，制造企業們面對著越來越艱巨的產業和市場環境：產品的復雜性成倍增長、產品的生命周期縮短了25%、利潤與質量的壓力越來越大……數字化、仿真、新的生產工藝、機器人等科學技術不斷創新，它們開始改變并且將永久改變工業生產的面貌，制造業迎來了變革時代。

作為未來生產的代表性概念之一，德國政府提出的“工業4.0”計劃被理解為第四次工業革命，它意在升級工業體系，形成“智能制造”的未來。西門子公司就是“工業4.0”的思想領導者之一，而Siemens PLM Software更是已經在切實改變著制造業的生產過程。

實現制造業的“兩化融合”

歐洲最大的工廠——德國安貝格電子工廠是實踐工業4.0的標桿企業，它基于Siemens PLM Software在虛擬環境中仿真產品研發和生產，既實現了產品跨行業的多樣化，也提升了生產效率和質量。2013年，西門子在中國成都也建成了一個“數字化工廠”——西門子工業自動化產品生產研發基地，實現了從管理、設計、產品研發、生產到物流配送的全過程數字化，簡化了傳統的復雜生產線，目前已有30%實現生產利用，預計將于2015年實現全線運行。

西門子成都工廠的基本架構采用了“數字化工廠”國際規范的五層架構，包括ERP、PLM、MES（制造執行系統）、控制系統和供應鏈管理。其中ERP和PLM共建了整個系統的頂層結構，而PLM可產生最根本的產品數據，為研發、生產、采購奠定了基礎。該工廠卓越運營部經理戴霽明介紹，包括NX和Teamcenter在內的Siemens PLM Software解決方案是產品研發的重要工具。研發人員通過NX軟件可進行仿真設計，并可在設計中仿真組裝，由此而實現的數字化方案可大大縮短產品從設計到分析的迭代周期，減少90%的編程時間，大大縮短了產品開發周期。而完成設計的產品的數據信息將進入到Teamcenter軟件中，供之后的制造、質量、采購和物流等部門共享，并實時更新，使各部門在第一時間拿到最新的數據，避免了傳統企業經常出現的由于溝通不暢而產生的差錯。如此協同、快速的研發及制造過程，可使產品上市時間縮短50%。傳統制造企業要通過大量人力實現的生產，在西門子的數字化工廠里可以自動化完成。

“Siemens PLM Software從2007年即開始實施制造與工業化和信息化的融合。”Siemens PLM Software大中華區首席執行官兼董事總經理梁乃明說，作為工業軟件產品供應商，他們主要面對兩大挑戰，一是自身面對未來的部署和研發，二是要為制造企業提供“兩化融合”的解決方案。因此，過去幾年里，Siemens PLM Software不僅自身投入研發，也以兼并手段來豐富解決方案，收購了專注復合材料領域的Vistagy、仿真測試工具領域的LMS、成本控制與結算的解決方案提供商Perfect Costing Solutions GmbH等，以更強大的實力助推制造業的轉型。

“目前我們的產品線非常完整，已經形成了一體化的設計、制造、仿真解決方案。”梁乃明說，Siemens PLM Software已開發了第四代設計的制造解決方案，這是一個革命性的產品，讓設計者能在非常復雜的環境中實現開發。例如造船行業中設計船體是十分復雜的工作，但Siemens PLM Software的“第四代制造”解決方案能讓各個跨專業的工程師都在集成的統一平臺上實施研發和測試，實現全面集成。同時，梁乃明強調，Siemens PLM Software是一個開放的架構，與工業上的軟硬件環境全部兼容，且已經有基于云計算的協同平臺，可以提供協同管理的服務，在安全方面也有切實的保證。

助力中國制造

當前，中國制造業正在謀求從生產低附加值產品到生產高附加值產品的轉型，Siemens PLM Software也積極投身于中國制造企業的兩化融合進程中，提升中國制造的效益、工藝和質量。

柯馬（上海）工程有限公司是菲亞特集團旗下意大利公司的一家全資子公司，是車身焊接、動力總成裝配和加工設備供應商，擁有先進的自動化技術。在為汽車原始設備制造商（OEM）制造生產線時，柯馬常被客戶要求進行生產線和作業單元仿真測試，而絕大多數客戶都要求使用Siemens PLM Software的Tecnomatix生命周期管理軟件。“使用Tecnomatix，能在更短時間內仿真更多的生產場景，我們堅信Tecnomatix是對機器人作業單元進行3D仿真測試的最佳工具組合。”柯馬上海首席執行官Stefan Sack說，Tecnomatix工具不僅能幫助他們向客戶交付同類最佳的生產線，還能節省工程時間，有助于減少車間中的返工次數，從而消除企業內部的浪費現象。“柯馬已經是車身焊接、動力總成加工與裝配領域的市場領袖，而如果沒有使用Tecnomatix工具，這一切都不會成為可能。”

Siemens PLM Software大中華區售前技術總監方志剛指出，數字化工廠可以實現設計制造融合、準時生產和混線生產等三大核心價值。首先，Siemens PLM Software共享數據平臺實現了設計與制造的融合，大大縮短了產品從研發到進入市場的整個收益周期；其次，數字化工廠可以實現連續流生產、準時生產等最理想的生產狀況，由此產生的待售品很少，生產過程中需要的原材料消耗也很少，現金流也會較好；第三，數字化工廠可以實現跨行業的產品多樣化，很容易實現一條生產線的混線和換模。而這些都是轉型中的中國制造企業所急需的能力。為了加快實施，Siemens PLM Software現在專注于提供行業解決方案，原來需要先完成70%的標準產品設計，到了現場之后，再完成剩余的30%定制；現在可完成70%的標準產品設計，再加20%的行業解決方案的功能，這樣一來，用戶只需要花10%的投入進行定制化。

“我們是工業4.0愿景下的世界級實踐者和供應商。”方志剛說，高效、快速、柔性，是數字化企業為制造業帶來的最大變化，西門子成都工廠為中國制造業的轉型提供了一個很好的范本。西門子愿意和客戶分享Siemens PLM Software產品開發體系，也提供一系列的咨詢服務，Siemens PLM Software作為2014 Siemens Program Industry的主要支柱之一，將為客戶帶來快速收益并提供強大支持。

鏈接

數字化制造

數字化制造是利用仿真工具、三維（3D）可視化工具、分析工具以及各種協同工具組成的集成化計算機系統，同時創建產品定義和制造流程定義的過程。數字化制造是由各種制造方案演化而來的，比如面向制造的設計（DFM）、計算機集成制造（CIM）、柔性制造、精益制造，以及對產品和流程設計協同要求更高的其它制造方案。

如果沒有一套綜合的數字化制造策略，那么PLM的很多長期利益都是無法實現的。數字化制造是PLM與各種車間應用程序及設備實現集成的一個關鍵點，使設計部門和生產部門之間能夠交換產品信息。這種信息對稱機制，使制造企業實現了縮短產品投放市場時間和批量化生產的目標；同時，通過減少代價高昂的下游變更，還能實現節約成本的目標。

通過數字化制造系統，制造工程師可以在一個虛擬的環境中創建某個制造流程的完整定義，包括加工、裝配線、加工中心、設施布局、人機工程學及資源。

在制造產品之前，出于重用現有知識和優化流程的考慮，可以對產品的生產流程進行仿真。同時，數字化制造還可將實際生產作業反饋回來的資料融入產品設計流程中，使企業在整個策劃階段都能利用車間相關狀況的實際資料。

目前，數字化制造工具的開發工作包括兩個方面：1，增加用戶經驗，這樣在完成工作后，信息就能得以呈現；2，能讓用戶可以更快地做出更好的決策。