引言：日前，德國總理默克爾抵達(dá)北京，將于中國領(lǐng)導(dǎo)人進(jìn)行會晤。此次默克爾訪華，西門子股份公司總裁、首席執(zhí)行官凱颯也將隨行。西門子作為德國制造業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)等生，是工業(yè)4.0的先行者。西門子的安貝格工廠，被認(rèn)為是最接近工業(yè)4.0概念雛形的工廠。那么，這個工廠有多牛呢?
在安貝格電子制造工廠中，IT系統(tǒng)控制和優(yōu)化所有流程，確保達(dá)到99.9988%的產(chǎn)品合格率。
10月29日，德國總理默克爾抵達(dá)北京，開啟了其上任十年以來對中國的第八次訪問。
據(jù)此前德國駐華使館介紹，在北京期間，默克爾將與中國領(lǐng)導(dǎo)人進(jìn)行會晤，分析商討去年10月兩國在柏林第三輪政府磋商期間發(fā)布的《中德合作行動綱要》落實情況。其中，工業(yè)4.0有望成為這次商討的重中之重。
中德在國家層面上的工業(yè)4.0合作始于2014年。當(dāng)年10月，李克強(qiáng)總理在柏林與默克爾經(jīng)過深入?yún)f(xié)商后，共同發(fā)表了《中德合作行動綱要》，宣布兩國將開展工業(yè)4.0合作。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，中德工業(yè)4.0戰(zhàn)略合作框架，顯示出高層對制造業(yè)4.0升級改造的強(qiáng)力支持，工業(yè)4.0已上升到國家戰(zhàn)略高度。
工業(yè)4.0作為一個概念，代表著未來先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展方向。該概念由德國業(yè)界最早提出，源于2011年漢諾威工業(yè)博覽會，最初的想法只是通過物聯(lián)網(wǎng)等媒介來提高德國制造業(yè)水平。兩年后的漢諾威工業(yè)博覽會上，由“產(chǎn)官學(xué)”組成的德國“工業(yè)4.0工作組”發(fā)表了題為《德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃實施建議》，稱物聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)服務(wù)化宣告著第四次工業(yè)革命到來。
實施建議是這么描述工業(yè)4.0的：在未來智能工廠中，人類、機(jī)器和資源能夠互相通信，就像社交網(wǎng)絡(luò)中一樣自然。智能產(chǎn)品“知道”它們?nèi)绾伪恢圃斐鰜淼募?xì)節(jié)，也知道它們的用途。它們將主動地對制造流程，回答諸如“我什么時候被制造的”、“對我進(jìn)行處理應(yīng)該使用哪種參數(shù)”、“我應(yīng)該被傳送到何處”等問題。
被譽為德國制造優(yōu)等生的西門子，是工業(yè)4.0的先行者。西門子旗下的安貝格電子制造工廠，是歐洲乃至全球最先進(jìn)的數(shù)字化工廠，被認(rèn)為最接近工業(yè)4.0概念雛形的工廠。值得注意的是，此次默克爾訪華，西門子股份公司總裁、首席執(zhí)行官凱颯也將隨行。
西門子168年的發(fā)展史幾乎可以被視為近現(xiàn)代工業(yè)進(jìn)程的一個縮影。從一個小作坊發(fā)展至今，西門子所締造的超級工業(yè)帝國已成為“德國制造”當(dāng)仁不讓的代名詞。
從指針式電報機(jī)起家，到以信息技術(shù)為業(yè)務(wù)主動脈，西門子踩準(zhǔn)了以電力、信息化為標(biāo)志的前兩次工業(yè)革命的關(guān)鍵節(jié)點?；谛畔⑽锢砣诤舷到y(tǒng)的工業(yè)4.0概念誕生之初，西門子再度嗅到了新一輪工業(yè)革命的氣息。瞄準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)，西門子集成了目前全球最先進(jìn)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，以及生產(chǎn)過程軟件和硬件，如西門子制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)軟件Simatic IT、西門子產(chǎn)品生命周期管理(PLM)軟件、工業(yè)工程設(shè)計軟件(Comos)、全集成自動化(TIA)、全集成驅(qū)動系統(tǒng)(IDS)，等等。
探營西門子安貝格電子制造工廠
安貝格電子制造工廠(EWA)從外觀上看并不酷炫，三座廠房方方正正，外立面貼著紅磚，簡單、低調(diào)中透著上世紀(jì)八九十年代的工業(yè)風(fēng)格。事實上，自1989年工廠投產(chǎn)，此后的26年里，安貝格電子制造工廠在外觀上就定格了。
不過，就在這座外觀與工人數(shù)量基本維持原狀、連生產(chǎn)面積都未增加的工廠內(nèi)，一場向著工業(yè)4.0方向進(jìn)行的自我進(jìn)化從未停止過。如今，該工廠的產(chǎn)能較26年前提升了8倍，每年可生產(chǎn)約1200萬件Simatic系列產(chǎn)品，按每年生產(chǎn)230 天計算，即平均每秒就能生產(chǎn)出一件產(chǎn)品。
產(chǎn)品質(zhì)量更是大幅提高：相比1989年的每百萬次電子產(chǎn)品加工過程出錯500次，現(xiàn)在出錯率只有12次，相當(dāng)于質(zhì)量提高了40倍。
工廠的負(fù)責(zé)人Karl-Heinz Büttner教授稱，“據(jù)我所知，世界上還沒有哪家同類工廠具備如此之低的缺陷率?！?/FONT>
目前，安貝格電子制造工廠可以生產(chǎn)的產(chǎn)品種類達(dá)1000 種，其中包括Simatic可編程邏輯控制器(PLC)及相關(guān)產(chǎn)品。這些產(chǎn)品用于控制機(jī)械設(shè)備與工廠，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。Simatic 系列產(chǎn)品可以控制游輪的船載系統(tǒng)，也可以用于工業(yè)制造過程，如汽車工業(yè)，甚至可以用于控制滑雪場纜車。
該工廠最令人嘆為觀止的是：其不僅生產(chǎn)產(chǎn)品，還收集并處理大量的信息。廠房內(nèi)，齊胸高的灰藍(lán)色機(jī)柜排成一行，安置其間的顯示器上，數(shù)據(jù)洪流仿佛瀑布一般傾瀉而下。指示燈閃爍著紅光和綠光，整個車間沉浸在長長的一排排鹵素?zé)舭l(fā)出的明亮而又冰冷的光芒中。員工身著藍(lán)色工服，悄然無息地走在一塵不染的藍(lán)白相間大理石花紋的PVC地板上。
為了準(zhǔn)確收集數(shù)據(jù)，安貝格工廠超過3億個元器件都有自己的“身份證”。這些基礎(chǔ)識別信息包括：哪條生產(chǎn)線生產(chǎn)的、用什么材質(zhì)、當(dāng)時用的扭矩是多少、用什么樣的螺絲釘?shù)鹊?。?dāng)一個元件進(jìn)入烘箱時，機(jī)器會判斷該用什么溫度以及時間長短，并可以判斷下一個進(jìn)入烘箱的元件是哪一種，適時調(diào)節(jié)生產(chǎn)參數(shù)。在此過程中，Simatic IT生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)每天將生成并儲存約5000萬條生產(chǎn)過程信息。
通過顯示器，工人可以查閱當(dāng)天的生產(chǎn)過程信息，并挖出生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的短板，比如哪個部件出現(xiàn)問題的概率比較高。經(jīng)過一系列進(jìn)一步的相關(guān)性分析，又可以讓生產(chǎn)者對整個生產(chǎn)過程中的相關(guān)變量，有更深刻的理解，從而降低產(chǎn)品的缺陷率。
不同于普通工廠，安貝格需要的是懂得用軟件控制復(fù)雜工藝的合格員工。產(chǎn)業(yè)工人不再穿著工裝褲制造優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，他們現(xiàn)在的工具是觸摸屏，乃至平板電腦。
在安貝格電子制造工廠中，真實工廠與虛擬工廠同步運行，真實工廠生產(chǎn)時的數(shù)據(jù)參數(shù)、生產(chǎn)環(huán)境等都會通過虛擬工廠反映出來，而人則通過虛擬工廠對真實工廠進(jìn)行把控。其中，近75%的生產(chǎn)作業(yè)已實現(xiàn)自動化。產(chǎn)品可與生產(chǎn)設(shè)備通信，IT系統(tǒng)控制和優(yōu)化所有流程，確保達(dá)到99.9988%的產(chǎn)品合格率。
由人力完成的部分，只有生產(chǎn)過程的開頭部分，即員工將初始組件(裸電路板)放置到生產(chǎn)線上的環(huán)節(jié)，是人工執(zhí)行的。此后的一切操作都是自動進(jìn)行。值得一提的是，正是Simatic單元在控制Simatic單元的生產(chǎn)。從開始生產(chǎn)一直到發(fā)運，整個生產(chǎn)過程總共使用了1000個這樣的控制裝置。
安貝格電子廠是西門子“數(shù)字企業(yè)平臺”的典范?！皵?shù)字企業(yè)平臺”是一種生產(chǎn)環(huán)境，將在今后10年內(nèi)成為標(biāo)準(zhǔn)。在這種生產(chǎn)環(huán)境中，產(chǎn)品自行控制其本身的生產(chǎn)過程。換句話說，其生產(chǎn)代碼告訴生產(chǎn)機(jī)器它們有哪些要求，接下來必須執(zhí)行哪道生產(chǎn)工序。這個系統(tǒng)是朝構(gòu)建“工業(yè)4.0”邁出的第一步。
但這距離工業(yè)4.0所描繪的“數(shù)字和物理世界的無縫銜接”的場景，仍有很大差距?！叭绻f，工業(yè)4.0時代的到來還要20年，那么，西門子目前已經(jīng)到達(dá)了‘工業(yè)3.X’?！边@是西門子股份公司管理委員會成員、首席技術(shù)官魯思沃魯思沃(Siegfried Russwurm)的自我打分。
在這個第四次工業(yè)革命愿景中，現(xiàn)實和虛擬生產(chǎn)環(huán)境將融為一體。到那時候，工廠將在很大程度上進(jìn)行自我控制和優(yōu)化，因為其產(chǎn)品可以在相互之間以及與生產(chǎn)系統(tǒng)之間進(jìn)行通信，以便優(yōu)化生產(chǎn)過程。產(chǎn)品和機(jī)器將共同決定，為了按期交付，應(yīng)當(dāng)首先在哪條生產(chǎn)線上完成哪道工序。被稱為軟件代理的獨立運行的計算機(jī)程序?qū)⒈O(jiān)控每一道工序，保證符合生產(chǎn)規(guī)章制度。
（轉(zhuǎn)載）
