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數(shù)字化雙胞胎 邁向“工業(yè)4.0”的內(nèi)生動(dòng)力

2016-07-18

  2016年7月12日,兩年一屆的西門子工業(yè)領(lǐng)域最具規(guī)模的會(huì)議——西門子工業(yè)論壇再度掀起關(guān)于“工業(yè)4.0”的熱議,?!肮I(yè)4.0”作為工業(yè)愿景,,必然需要堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)構(gòu)架和不懈的規(guī)劃實(shí)行才能得以實(shí)現(xiàn),這個(gè)時(shí)間德國預(yù)計(jì)至少是10-15年,。與此同時(shí),,“中國制造2025”作為國家戰(zhàn)略開始落地實(shí)施,兩者具有相同的時(shí)間表,,相似的目標(biāo):即在不斷變化的工業(yè)領(lǐng)域保持競(jìng)爭(zhēng)力,。然而,,由于現(xiàn)狀不同、起點(diǎn)不同,,“工業(yè)4.0”的理念,、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn),、模式對(duì)于“中國制造2025”具有寶貴的借鑒意義和推動(dòng)作用,。

  2016年7月12日,兩年一屆的西門子工業(yè)領(lǐng)域最具規(guī)模的會(huì)議——西門子工業(yè)論壇再度掀起關(guān)于“工業(yè)4.0”的熱議,?!肮I(yè)4.0”作為工業(yè)愿景,必然需要堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)構(gòu)架和不懈的規(guī)劃實(shí)行才能得以實(shí)現(xiàn),,這個(gè)時(shí)間德國預(yù)計(jì)至少是10-15年,。與此同時(shí),“中國制造2025”作為國家戰(zhàn)略開始落地實(shí)施,,兩者具有相同的時(shí)間表,,相似的目標(biāo):即在不斷變化的工業(yè)領(lǐng)域保持競(jìng)爭(zhēng)力。然而,,由于現(xiàn)狀不同,、起點(diǎn)不同,“工業(yè)4.0”的理念,、技術(shù),、標(biāo)準(zhǔn)、模式對(duì)于“中國制造2025”具有寶貴的借鑒意義和推動(dòng)作用,。

  作為“工業(yè)4.0”最初的發(fā)起者和重要的構(gòu)建者,,西門子率先在市場(chǎng)上提出“數(shù)字化雙胞胎”模型概念,通過數(shù)字化助力企業(yè)整合橫向和縱向價(jià)值鏈,,為工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)重塑和實(shí)現(xiàn)“工業(yè)4.0”構(gòu)筑了一條自下而上的切實(shí)之路。

  客戶為主角推動(dòng)“工業(yè)4.0”:“扎扎實(shí)實(shí)”與“真真切切”

  正如西門子(中國)有限公司執(zhí)行副總裁,、數(shù)字化工廠集團(tuán)總經(jīng)理王海濱所說,,2014年的西門子工業(yè)論壇還在談“工業(yè)4.0”的愿景,那時(shí)處于概念普及和思想碰撞的階段,,現(xiàn)在經(jīng)過兩年時(shí)間的實(shí)施,,以“數(shù)字化企業(yè)”為道路的“工業(yè)4.0”已經(jīng)取得了扎扎實(shí)實(shí)的進(jìn)步。西門子(中國)有限公司執(zhí)行副總裁,、過程工業(yè)與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)總經(jīng)理林斌在開幕辭中說,,兩年間,數(shù)字化集團(tuán)和過程工業(yè)集團(tuán)都做出了具體的項(xiàng)目,,現(xiàn)在再來談“虛擬現(xiàn)實(shí)”“數(shù)字化雙胞胎”這些概念,,一定會(huì)有真真切切的感受,,數(shù)字化確實(shí)帶來了生產(chǎn)力的提高。

  案例是最有說服力的演示方式,,也是邁向“工業(yè)4.0”有益的探索和嘗試,。這次的論壇,演講部分創(chuàng)新性地設(shè)置了西門子與客戶聯(lián)合演講,,將“數(shù)字化企業(yè)”方案的實(shí)施目的,、步驟以及效果進(jìn)行了全面展示。世界排名前三的汽車沖壓設(shè)備制造商濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司(簡(jiǎn)稱“濟(jì)南二機(jī)床”)副總經(jīng)理張世順分享了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的寶貴經(jīng)驗(yàn):一是系統(tǒng)規(guī)劃,、分步實(shí)施,,不要急于求成;二是眼高(目標(biāo)高)手低(從最基礎(chǔ)的做起),;三是以人為本,,重視人才培養(yǎng)。

  面對(duì)“工業(yè)4.0”方案對(duì)于過程工業(yè)管理乏力的疑惑,,來自煤化工行業(yè)的中國“前50強(qiáng)”工程公司——賽鼎工程公司總經(jīng)理工藝設(shè)計(jì)經(jīng)理周恩利現(xiàn)身解析,。“西門子一體化工程到一體化運(yùn)維的解決方案,,將在五個(gè)方面與賽鼎展開合作,,計(jì)劃到2017年3月,建立起先進(jìn)的煤化工“數(shù)字化企業(yè)”,。

  題解讀:“邁向工業(yè)4.0——引領(lǐng)數(shù)字化企業(yè)進(jìn)程”

  西門子大中華區(qū)首席執(zhí)行官赫爾曼強(qiáng)調(diào),,在數(shù)字化浪潮中,只有運(yùn)用數(shù)字化思維,、掌握數(shù)字化技術(shù),,才能實(shí)現(xiàn)柔性制造和智能制造,才能搭建出通往“工業(yè)4.0”的道路,。西門子股份公司數(shù)字化工廠集團(tuán)首席執(zhí)行官JanMrosik說:數(shù)字化改變了我們的生活,,要求企業(yè)能夠駕馭數(shù)字化,能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的柔性制造,,靈活性表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一方面是能夠生產(chǎn)個(gè)性化產(chǎn)品,,另外一部分是可以適應(yīng)需求的高潮低谷差異。

  機(jī)械工業(yè)信息研究院副院長(zhǎng)石勇說,,“一個(gè)雞蛋如果從外部打破,,那是一種破壞;如果從內(nèi)部打破,,那將是一種新生,。”西門子涵蓋研發(fā),、工程,、生產(chǎn),、銷售和服務(wù)五大環(huán)節(jié),覆蓋完整價(jià)值鏈,,無疑是最具內(nèi)生動(dòng)力的領(lǐng)導(dǎo)型廠商,。

  西門子(中國)有限公司數(shù)字化工廠集團(tuán)工廠自動(dòng)化部總經(jīng)理衛(wèi)岳歌(JoergWesterholt)表示,西門子的PLM,、MES/MOM系統(tǒng),,TIA全集成自動(dòng)化系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析與工業(yè)云的軟硬件平臺(tái),,可支持從產(chǎn)品設(shè)計(jì),、生產(chǎn)規(guī)劃、工程組態(tài),、生產(chǎn)執(zhí)行到服務(wù)的全生命周期價(jià)值鏈,。

  “數(shù)字化雙胞胎”——不僅僅是一個(gè)靚詞

  Mrosik在上午的主論壇上提出了“數(shù)字化雙胞胎”概念,這一擬人化的詞語——DigitalTwin成為本次會(huì)議的高頻詞,?!皵?shù)字化雙胞胎”是指西門子支持企業(yè)進(jìn)行涵蓋其整個(gè)價(jià)值鏈的整合及數(shù)字化轉(zhuǎn)型,為從產(chǎn)品設(shè)計(jì),、生產(chǎn)規(guī)劃,、工程組態(tài)、生產(chǎn)制造直至服務(wù)五大環(huán)節(jié)打造統(tǒng)一的,、無縫的數(shù)據(jù)平臺(tái),,形成基于數(shù)字模型的虛擬企業(yè)和基于自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)實(shí)企業(yè)鏡像?!皵?shù)字化雙胞胎”涵蓋“產(chǎn)品數(shù)字化雙胞胎”“生產(chǎn)工藝流程數(shù)字化雙胞胎”和“設(shè)備數(shù)字化雙胞胎”三個(gè)層面,,三個(gè)層面又高度集成為一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型,可以完整真實(shí)再現(xiàn)整個(gè)企業(yè),,從而幫助企業(yè)在實(shí)際投入生產(chǎn)之前即能在虛擬環(huán)境中優(yōu)化,、仿真和測(cè)試,而在生產(chǎn)過程中也可同步優(yōu)化整個(gè)企業(yè)流程,,最終打造高效的柔性生產(chǎn),、實(shí)現(xiàn)快速創(chuàng)新上市。Jan Mrosik博士最后強(qiáng)調(diào),,數(shù)字化雙胞胎為制造業(yè)帶來的這些收益與中國“十三五規(guī)劃”的目標(biāo)高度契合,。

  在12日下午工業(yè)軟件分論壇上,,同濟(jì)大學(xué)的陳明教授指出,,數(shù)字化雙胞胎模型具有模塊化、自治性和連接性的特點(diǎn),,可以從測(cè)試,、開發(fā),、工藝及運(yùn)維等角度,打破現(xiàn)實(shí)與虛擬之間的藩籬,,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期內(nèi)生產(chǎn),、管理、連接的高度數(shù)字化及模塊化,。

  “數(shù)字化雙胞胎”絕對(duì)不僅是一個(gè)名詞標(biāo)簽,,而是一種創(chuàng)新意識(shí)的體現(xiàn)。在數(shù)字化雙胞胎實(shí)現(xiàn)的過程中,,需要兩方面的必要條件:一套集成的軟件工具和三維形式的展現(xiàn),。西門子工業(yè)軟件大中華區(qū)DER總經(jīng)理戚鋒強(qiáng)調(diào):“數(shù)字化雙胞胎不是要讓虛擬世界做現(xiàn)在我們已經(jīng)做到的事情,而是要發(fā)現(xiàn)潛在問題,、激發(fā)創(chuàng)新思維,、不斷追求優(yōu)化進(jìn)步,這才是數(shù)字化雙胞胎的目標(biāo)所在,?!?/p>

  找到過程工業(yè)的數(shù)字化突破口:一體化工程到一體化運(yùn)維

  西門子股份公司過程工業(yè)與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)首席執(zhí)行官JuergenBrandes博士認(rèn)為,數(shù)字化的巨大益處已在離散工業(yè)領(lǐng)域顯而易見,,過程工業(yè)的大量數(shù)據(jù)同樣具有巨大的挖掘空間,。在過程工業(yè),西門子的數(shù)字化解決方案主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:一是利用正確的元器件/基礎(chǔ)設(shè)施確??煽康倪B通性(傳感器,、通信信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)安全等),,為實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0做好準(zhǔn)備,;二是通過專業(yè)的技術(shù)服務(wù)提高生產(chǎn)力和可靠性,改善運(yùn)行和維護(hù),,優(yōu)化維保模式,;三是從一體化工程邁向一體化運(yùn)維。

  通過工業(yè)軟件和自動(dòng)化工具,、工業(yè)安全,、工業(yè)通信和工業(yè)服務(wù),西門子的數(shù)字化企業(yè)理念是使得企業(yè)的核心流程與所有產(chǎn)品研發(fā)流程無縫數(shù)字化,。據(jù)介紹,,在諾華制藥和葛蘭素史克,西門子的數(shù)字化系統(tǒng)在加強(qiáng)質(zhì)量控制,、縮短上市周期,、提升可靠性、減少返工和報(bào)廢方面均有優(yōu)異表現(xiàn)。

  數(shù)字化企業(yè)轉(zhuǎn)型中容易被忽略的要素

  在制造型企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型中,,常常發(fā)生追求“形而上”的數(shù)字化,,而容易忽略品質(zhì)管理、流程管理,、物流管理,、人力資源管理等等基礎(chǔ)性目標(biāo)。在本次會(huì)議上,,我們已經(jīng)被無數(shù)次提醒:不同階段的不同規(guī)模的企業(yè)要選擇不同的數(shù)字化解決方案,。

  技術(shù)適用性。石勇指出,,個(gè)性化制造技術(shù),、虛擬制造技術(shù)、復(fù)合型制造技術(shù),、自優(yōu)化制造技術(shù)為代表的四大先進(jìn)技術(shù)群的集聚融合,,將促進(jìn)智能制造的快速發(fā)展。智能制造將帶來產(chǎn)業(yè)生態(tài)的系統(tǒng)性變化,,而在不同的行業(yè)則可能呈現(xiàn)不同的發(fā)展模式:科學(xué)技術(shù)驅(qū)動(dòng)型產(chǎn)業(yè),、客戶需求驅(qū)動(dòng)型產(chǎn)業(yè)以及效率提升驅(qū)動(dòng)型產(chǎn)業(yè)等。同時(shí),,中國工業(yè)發(fā)展的不均衡性導(dǎo)致向智能制造行進(jìn)的步調(diào)難以一致,,這更加需要企業(yè)要根據(jù)自身實(shí)際情況進(jìn)行分步漸進(jìn)式展開。

  樹立數(shù)字化思維,?!霸谥圃鞓I(yè)急需轉(zhuǎn)型升級(jí)的今天,透過數(shù)字化思維,,從拓展業(yè)務(wù)架構(gòu),、產(chǎn)品定制流程到行業(yè)應(yīng)用等層面打通數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)的‘任督二脈’,可實(shí)現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)的價(jià)值,?!盨iemensPLM Software全球高級(jí)副總裁兼大中華區(qū)董事總經(jīng)理梁乃明表示。

  研發(fā)創(chuàng)新,。數(shù)字化企業(yè)只是手段而非目的,,只有以技術(shù)研發(fā)為核心競(jìng)爭(zhēng)力,企業(yè)才能取得長(zhǎng)足發(fā)展,。西門子為例,,2016財(cái)年在上財(cái)年基礎(chǔ)上增加研發(fā)投入3億歐元,研發(fā)投資總額將達(dá)48億歐元,,并開辟全新的獨(dú)立業(yè)務(wù)部門“Next47”,,整合現(xiàn)有的初創(chuàng)企業(yè)項(xiàng)目,,更好地培育顛覆性創(chuàng)新。

  人才及合作,。數(shù)字化對(duì)員工技能和素質(zhì)要求更高,人才培養(yǎng)至關(guān)重要,。赫爾曼還指出,,數(shù)字化企業(yè)不可單獨(dú)構(gòu)建,實(shí)現(xiàn)工廠,、企業(yè),、集群、產(chǎn)業(yè)的逐級(jí)擴(kuò)展,,攜手合作是必然途徑,。

  新品集中布局實(shí)現(xiàn)數(shù)字化企業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

  TIA博途的最新版本——V14。它側(cè)重于診斷,、虛擬調(diào)試和多用戶操作的擴(kuò)展功能,,并加強(qiáng)能源管理與運(yùn)動(dòng)控制、云連接和用于虛擬調(diào)試的數(shù)字模型,,幫助設(shè)備制造商縮短產(chǎn)品上市時(shí)間,,提高最終用戶生產(chǎn)力?;谠破脚_(tái)的工程設(shè)計(jì),、面向仿真軟件的接口、全新的“多用戶”功能都是新品亮點(diǎn),。

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  后記:2016西門子工業(yè)論壇已經(jīng)落下帷幕,,留給我們深深的思索,。可觸可感的“工業(yè)4.0”的數(shù)字化企業(yè)實(shí)景讓我們看到了廠內(nèi)質(zhì)量的提升,、產(chǎn)品及流程的優(yōu)化,、管理效率的提高,、上市周期縮短等等一系列的變化。然而面對(duì)中國工業(yè)這個(gè)“龐然大物”,,更多需要關(guān)注的,,是整個(gè)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)字化推進(jìn)。廠內(nèi)數(shù)字化,、廠間數(shù)字化,、企業(yè)價(jià)值鏈數(shù)字化、產(chǎn)業(yè)集群數(shù)字化,、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化,,乃至社會(huì)完全數(shù)字化,以及數(shù)字化的整體安全性保證,,需要走的路還很長(zhǎng),,數(shù)字化只是第一步而已。


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