中國紡織機械協會 段鳳麗 祝憲民 張雨彤/文
中國紡機企業考察團歐洲之行參觀了德國西門子公司。據悉,在西門子公司,考察團分別參觀了西門子驅動器生產廠、西門子電機廠,聽取了西門子關于“工業4.0”概念的介紹,歐洲制造的自動化、高端化、精細化和完善化在這里可窺一斑。
創立于1847年,總部位于柏林和慕尼黑的西門子公司是德國乃至歐洲最大的電器電子公司,也是世界上最大的電氣工程和電子公司之一。自從公司成立以來,可持續性就一直是西門子公司的顯著特征。

考察團參觀西門子驅動器生產廠。
在西門子,可持續性意味著長期的經濟成功以及一個好的企業公民所應具備的環境意識和社會責任感。西門子80%的銷售額來自德國境外,其業務遍及全球190多個國家和地區,在全世界擁有大約600家工廠、研發中心和銷售辦事處。
考察團首先參觀的是西門子在愛爾蘭根的驅動器生產廠。據悉,西門子分為九大事業部:包括電力、能源、風電、樓宇、城市建設、(高鐵)地鐵、醫療、數字工廠、過程控制工業(化工、食品、飲料生產等過程連續工業)。數字化工廠事業部分管PLC控制器,變頻驅動、電機、低壓電器部分。西門子的負責人介紹了數字工廠事業部的產品生產情況,需要關注的是西門子的生產工廠,所使用的自動化生產設備包括控制器、驅動器、電機都是自己制造的,工廠使用的生產和管理軟件也都是自己的。可見西門子的產品質量上乘,同時通過使用自己的產品,更好地了解產品的性能,以便不斷地進行改進。
在工廠生產方面,西門子公司考慮更多的是如何提高工廠生產率,如何縮短新產品上市時間、怎樣增加生產靈活性(根據市場需求定制化生產)、如何節省能源、資源。圍繞這些目標進行產品生產線設計、合理的物流流動。工廠管理軟件方面,從原材料入庫到產品完成、售后服務、維修全部在統一的平臺上管理,每個產品零件及產品都有自己的條形碼,所有信息都會上傳到統一的軟件平臺,做到無縫連接。
在西門子的驅動器生產廠,考察團看到的產品生產線,不同工序之間的物流傳輸在空中傳輸線完成,在軟件的管理控制下,不同的產品零件會運送到相應的產品線上。
每個工位旁邊都有一個黑板,工人會把當天要做的工作寫在上面,每項工作的完成情況都會有相應的標志,出現問題的工作會有特殊的標注,管理人員的職能是巡回檢查黑板內容,將有問題的工作集中后立即召開工作會解決。
西門子在德國巴特諾伊施塔特的電機廠,主要生產伺服電機、主軸電機、直線電機和電動汽車用的電機及家用吸塵器。1984年西門子第一臺伺服電機就是在這個廠誕生的,2013年生產了50萬臺伺服電機。這里是西門子的電機總部,研發、生產、銷售都在這里。電機廠擁有一個40人的研發隊伍,對電動汽車電機進行設計和生產的優化,目前還沒有大批量生產。
西門子公司采用集中化管理路線,對世界各地客戶反饋的信息進行分析、優化。一方面對產品進行改進優化,另一方面從2010年按照公司制定的標準對70%的生產線進行了重組和優化,以提高產品質量和生產效率,并研究一些新的測試技術,以保證電機的質量。生產模式是把工人分成若干小組,每個組由10-20人組成,每個組負責一個項目單元,整個生產線流程都有信息跟蹤。在瑞士、中國儀征都有西門子這樣的電機生產廠。
電機廠的生產設備幾乎都是專機,每臺專機都是一個小的生產線,他們對生產線及設備進行著不斷改進。比如電機轉子繞組的生產線在一臺組合的生產線上完成,以前需要8道工序,改造后,5道工序即可完成,提高了效率。每個工位都有專業的工具和測試儀器,螺絲都要按照工藝要求用扭矩扳手,不可隨意,產品在本道工序完成后都要自行檢驗,達到標準才能向下流轉。
在西門子,考察團聽了該公司相關負責人關于“工業4.0”的介紹,其中重點介紹了s7-1500PLC控制器的產品性能。
西門子的產品是硬件的、生產制造過程是軟件的,怎樣把二者結合起來,是工業4.0要解決的問題。西門子認為在產品方面的創新是為了保持生產力的持續提升,比如s7-1500PLC系列新產品控制器有著強大的功能,但是他們認為這種提升仍然有限。工業4.0的愿景強調的是,產品用在系統上,系統和機械直接有一個溝通,每臺機械設備與管理軟件要有溝通,軟件通過采集各種設備、系統的數據進行溝通,優化自己的生產線,并將各種資源優化,以最少的投入帶來最大產出,使公司效益最大化。為了實現這個愿景,西門子從2000年就開始對生產線進行改造,而且并購了一些軟件公司。目前在安貝格和成都工廠初步實現了這個目標。

考察團在德國西門子公司座談。
西門子負責人介紹,在安貝格工廠主要生產PLC控制器和其他工業自動化產品。在整個生產過程中,無論元件、半成品還是待交付的產品,均有各自編碼,在電路板安裝上生產線之后,可全程自動確定每道工序;生產的每個流程,包括焊接、裝配或物流包裝等,一切過程數據也都記錄在案可供追溯。以安貝格工廠為例, 1995年時其生產線上每天采集數據量為5000個,當時的質量合格率為99.975%左右。而現在其生產線上的在線監測節點超過1000個,每天采集數據逾5000萬個。由于“產品”與“機器”實現了“溝通”,整個生產過程都為實現IT控制進行了優化,生產效率因此大大提高:只有不到四分之一的工作量需要人工處理,主要是數據檢測和記錄。工廠每年生產元件30億個,每秒鐘可生產出一個產品,產能較數字化前提高了8倍,而由于對所有元件及工序進行實時監測和處理,工廠可做到24小時內為客戶供貨。此外,由于實時監測并挖掘分析質量數據,次品率大大降低,質量合格率高達99.9988%,“全球沒有任何一家同類工廠可以實現如此低的次品率”。
在“工業4.0”之前,所有的革新都是為了通過規模效應以及員工生產率來降低成本,而未來工業制勝的秘訣在于,如何在提高生產率的同時,還能縮短產品從“設計”到“上市”的周期,以及如何滿足更復雜、個性化的產品需求,以滿足當今人們對于多元化、個體化產品的追求!這就是工業4.0要達到的目標。