在2016年漢諾威工業(yè)博覽會上,包孕西門子、思愛普、博世等在內(nèi)的企業(yè)大多以什物或模型向參觀者呈現(xiàn)數(shù)字化工業(yè)的各類管理方案,人們或許看到智能出產(chǎn)線模型,或許看到機械人、傳感器等反映工業(yè)4.0特點的硬件元素,也或許看到數(shù)據(jù)處理、智能節(jié)制等軟件元素。從2011年漢諾威工業(yè)博覽會上,德國人提出工業(yè)4.0概念,到2014年中德頒布開展工業(yè)4.0合作,工業(yè)4.0這把火從歐洲燒到了中國。那么什么是工業(yè)4.0?記者在加入2016年漢諾威工業(yè)博覽會時代探訪了西門子安貝格電子制造工場(下稱“安貝格工場”)——這一今朝被業(yè)界認為最接近工業(yè)4.0概念雛形的工場,領(lǐng)略了智能工場的智能制造。

何為工業(yè)4.0?
“工業(yè)4.0”的研究項目由德國聯(lián)邦當局起首提出,在德國粹術(shù)界和工業(yè)界的鞭策下形成。2013年的漢諾威工博會上,德國當局正式提出“工業(yè)4.0”計謀,并推出《德國工業(yè)4.0計謀設(shè)計實施建議》(下稱《實施建議》);2015年的工博會上,在德國聯(lián)邦經(jīng)濟和能源部、聯(lián)邦教研部撐持下,多家行業(yè)協(xié)會結(jié)合創(chuàng)議的德國“工業(yè)4.0平臺”正式成立,該平臺已成為德國當局在聯(lián)邦層面促進工業(yè)4.0成長最直接的渠道。
工業(yè)4.0的稱法首要相對于前三次工業(yè)革命而言:工業(yè)1.0指的是18世紀起頭的第一次工業(yè)革命,實現(xiàn)了機械出產(chǎn)取代手工勞動;第二次工業(yè)革命始于20世紀初,依靠出產(chǎn)線實現(xiàn)批量出產(chǎn);工業(yè)3.0則為現(xiàn)代人所熟悉,指的是20世紀70年月后,依靠電子系統(tǒng)和信息手藝實現(xiàn)出產(chǎn)主動化。
而工業(yè)4.0則指的是過程實現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)完成大出產(chǎn),最大水平實現(xiàn)出產(chǎn)全主動化、個性化、彈性化、自我優(yōu)化和提高出產(chǎn)資源效率、降低出產(chǎn)成本的全新出產(chǎn)格局。
按照《實施建議》描述:在將來智能工場中,人類、機械和資源或許互相通信。智能產(chǎn)物“知道”它們?nèi)艉伪恢圃斐鰜淼募毠?jié),也知道它們的用途。它們將自動地對制造流程,回覆諸如“我什么時辰被制造的”、“對我進行處理應(yīng)該利用哪種參數(shù)”、“我應(yīng)該被傳送到何處”等問題。
跟著工業(yè)4.0歷程的成長,開放的尺度也被提上了議程,太多的專有系統(tǒng)會阻礙工業(yè)4.0的進展。本年的工博會揭幕前夜,德國尺度化學(xué)會與5家行業(yè)協(xié)會配合創(chuàng)議成立“工業(yè)4.0尺度化理事會”,顯示德國的工業(yè)4.0成長已瞄向尺度擬定的新階段。德國尺度化學(xué)會4月20日公開發(fā)布了首個德國工業(yè)4.0參考模型的尺度。
“工業(yè)4.0平臺”輔導(dǎo)小構(gòu)成員、西門子公司首席手藝官魯思沃認為,該參考模型是德國成長工業(yè)4.0的主要一步,初次搭建出一個完整的框架,包含橫向與縱向的信息手藝融合,涵蓋工業(yè)4.0環(huán)節(jié)的手藝要素,還包孕產(chǎn)物的生命周期以及出產(chǎn)周期,能使分歧行業(yè)的企業(yè)朝著統(tǒng)一的標的成長工業(yè)4.0。
智能工場的智能制造
位于德國巴伐利亞州東部、透著上世紀八九十年月工業(yè)氣概的紅磚廠房內(nèi)正進行著一場向著工業(yè)4.0標的的自我進化。這是德國工業(yè)巨頭西門子旗下的安貝格工場,是歐洲甚至全球最進步的數(shù)字化工場。
安貝格工場建立于1989年,現(xiàn)在該工場每年可出產(chǎn)約1500萬件Simatic產(chǎn)物,按每年出產(chǎn)230天爭論,即平均每秒就能出產(chǎn)出一臺節(jié)制設(shè)備。這里的產(chǎn)物及格率高達99.9988%,“世界上還沒有哪家同類工場具備如斯之低的缺陷率。”安貝格工場負責人Karl-HeinzBüttner稱。
記者在現(xiàn)場看到,安貝格工場自身出產(chǎn)過程也哄騙Simatic設(shè)備進行節(jié)制,出產(chǎn)過程實現(xiàn)了高度的主動化。西門子安貝格工場出產(chǎn)工程師ChristophRaum告訴記者,這里的出產(chǎn)設(shè)備和爭論機或許自立處理75%的流程工作,由人力完成的部門,只有出產(chǎn)過程的開首部門,即員工將初始組件(裸電路板)放置到出產(chǎn)線上的環(huán)節(jié),此后所有的工作均由機械主動節(jié)制完成。
依靠Simatic設(shè)備的高度主動化,在24小時內(nèi)西門子安貝格工場就可將面向全球約6萬名用戶的產(chǎn)物做好交付籌辦。
工業(yè)4.0意味著收集進入工場大出產(chǎn),是一個極新的工業(yè)制造邏輯和格局。曩昔是以中心節(jié)制批示系統(tǒng),每一分鐘對機械發(fā)出指令,而而今則由商品所附帶的信息告訴機械需要什么樣的出產(chǎn)過程,以制造出契合客戶要求的產(chǎn)物。
“在出產(chǎn)之前,這些產(chǎn)物的利用目的就已預(yù)先確定,包孕部件出產(chǎn)所需的所有信息,都已經(jīng)’存在’于虛擬實際中,這些部件有本身的’名稱’和’地址’,具備各自的身份信息,它們’知道’什么時辰、哪條出產(chǎn)線或哪個工藝過程需要它們,過程這種格局,這些部件得以協(xié)商確定各安閑數(shù)字化工場中的運行路徑。”ChristophRaum為記者講解道,在將來的工場里,設(shè)備和工件之間甚至或許直接交流,從而自立決議后續(xù)的出產(chǎn)步調(diào),構(gòu)成一個分布式、高效和靈動的系統(tǒng)。
今朝,安貝格工場的姊妹工場——西門子工業(yè)主動化產(chǎn)物成都出產(chǎn)研發(fā)基地(下稱“西門子成都工場”)已在中國四川成都降生。西門子成都工場承擔著西門子全球工業(yè)主動化產(chǎn)物研發(fā)的腳色,全廠內(nèi)實現(xiàn)了從經(jīng)管、產(chǎn)物研發(fā)、出產(chǎn)到物流配送全過程的數(shù)字化,而且過程信息手藝,與德國出產(chǎn)基地和美國的研發(fā)中心進行數(shù)據(jù)互聯(lián)。
西門子成都工場總司理AndreasBukenberger默示:“今朝成都工場產(chǎn)物的一次過程率(FPY)可達到99%以上,應(yīng)用了西門子數(shù)字化企業(yè)平臺管理方案的成都工場與西門子在中國的其他工場比力,產(chǎn)物的交貨時候縮短了50%。”而安貝格工場今朝可實現(xiàn)年產(chǎn)零部件100萬件,即平均1秒出產(chǎn)一個產(chǎn)物,將來的成都工場將有望沖擊這一記載。
中國與工業(yè)4.0
中德在國度層面上的工業(yè)4.0合作始于2014年,昔時10月,總理李克強在柏林與德國總理默克爾配合揭曉了《中德合作步履綱要》,頒布兩國將開展工業(yè)4.0合作。業(yè)內(nèi)助士認為,中德工業(yè)4.0計謀合作框架,顯示出高層對制造業(yè)4.0進級革新的強力撐持,工業(yè)4.0已上升到國度計謀高度。2014年中國工程院和工信部聯(lián)手推進《中國制造2025》,2015年5月國務(wù)院正式過程。
當?shù)土膭趧恿Τ杀静患霸僮鳛?ldquo;中國制造”在全球市場上的優(yōu)勢標簽,制造企業(yè)對于變化的需求更為火急。中國從當局層面上正在全力推進工業(yè)4.0,因為中國有7000萬到8000萬工業(yè)就業(yè)人員,還有大量出口,它們都是過程基于將來的互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)融合的智能制造來實現(xiàn)。
為在激烈的全球競爭中連結(jié)優(yōu)勢,制造企業(yè)要最大化哄騙資源,將出產(chǎn)變得加倍高效。為順應(yīng)不息改變的客戶需求,制造企業(yè)必需盡可能地縮短產(chǎn)物上市時候,對市場的響應(yīng)加倍快速。為知足市場多元化的需求,制造企業(yè)還要快速實現(xiàn)各環(huán)節(jié)的靈動改觀,將出產(chǎn)變得加倍柔性。而高效、快速、柔性恰是數(shù)字化企業(yè)為制造業(yè)帶來的最大改變。西門子成都工場如許的數(shù)字化企業(yè)的泛起,為將來中國制造的變化標的供給了一個杰出的參考。
數(shù)據(jù)顯示,過程數(shù)字化的工場規(guī)劃,或許削減產(chǎn)物上市時候至少30%;過程晉升產(chǎn)物質(zhì)量,或許降低制造成本13%。而在新產(chǎn)物上市比例、設(shè)備出產(chǎn)效率、產(chǎn)物交付能力及營運利潤率等多個方面,數(shù)字化工場的指標均遠遠高于傳統(tǒng)制造企業(yè)。
然而,“中國制造2025”與“德國工業(yè)4.0”在近況上也存在很大的不同,今朝德國作為制造業(yè)強國,企業(yè)已根基完成由2.0向3.0的過渡,正在向4.0進級,而中國還有大量企業(yè),還處在2.0的階段,在根基材料、根基工藝方面非常欠缺。但,這種不同也讓兩邊有了不小的互補空間。簡言之,在手藝方面,德國比力領(lǐng)先,而中國存在必然水平的欠缺;在市場空間方面,歐洲比力有限,而中國則潛力龐大。統(tǒng)計顯示,德國45%的研發(fā)中心在中小企業(yè),這些企業(yè)很大水平上引領(lǐng)了工業(yè)4.0,但缺乏拓展國際市場的經(jīng)驗和能力,往往只辦事于寶馬等單一大集團。假如指導(dǎo)德國企業(yè)和中國企業(yè)開展跨境合作,許多項目在中國將都有百億級的市場規(guī)模。以西門子為例,2016年4月份,西門子與全球規(guī)模最大的亞麻紗制造商——金達控股有限公司配合扶植的數(shù)字化工場在浙江橫港正式投入利用。作為中國亞麻紗行業(yè)的首家數(shù)字化工場,該廠的建成標記著西門子數(shù)字化工場管理方案再次成功應(yīng)用于中國本土企業(yè),成為西門子助力中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型進級的又一個里程牌。西門子MESSimaticIT將進步的數(shù)字化工場規(guī)劃、設(shè)計和經(jīng)管理念引入工場的研發(fā)、出產(chǎn)及物流等各個環(huán)節(jié);西門子全集成主動化(TIA)管理方案在該廠也獲得了周全的應(yīng)用,接濟主動化設(shè)備與系統(tǒng)實現(xiàn)無縫毗連,縮短工時提高效率并降低設(shè)備運轉(zhuǎn)成本。
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