在制造業(yè)大亨西門(mén)子看來(lái)，數字化工廠(chǎng)將是制造業(yè)的未來(lái)。  

    近日，當《中國科學(xué)報》記者走進(jìn)西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品成都生產(chǎn)研發(fā)基地(以下簡(jiǎn)稱(chēng)西門(mén)子成都工廠(chǎng))時(shí)也不禁感嘆：這里確實(shí)像是一座“未來(lái)工廠(chǎng)”——寬敞的廠(chǎng)房里只有二三十名工人在工作，大多數工序都是自動(dòng)完成的。  

    要知道，該廠(chǎng)籌建時(shí)，當地政府的最大愿望是增加就業(yè)。而采用了數字化制造技術(shù)的工廠(chǎng)雖然員工數量遠低于預期，卻帶來(lái)了更大的驚喜：它是西門(mén)子在德國以外的首家數字化工廠(chǎng)，也許在不久的將來(lái)，還將成為中國首家符合“工業(yè)4.0”要求的工廠(chǎng)。  

    工業(yè)4.0是今年的一大熱詞。其實(shí)，不管是全美制造業(yè)創(chuàng )新網(wǎng)絡(luò )、德國工業(yè)4.0，還是正在醞釀的《中國制造2025》規劃，都說(shuō)明了一個(gè)問(wèn)題：下一輪工業(yè)升級已經(jīng)提上日程。  

    “透明工廠(chǎng)”  

    來(lái)到“天府之國”，連西門(mén)子的生產(chǎn)線(xiàn)造型都別致起來(lái)——外形頗似“回轉壽司”。而當記者近距離觀(guān)察之后，才發(fā)現其真正的魅力——員工在需要物料時(shí)，不必去倉庫選取，只要輕觸面前的電腦顯示屏，所需物料就會(huì )自動(dòng)準確地送來(lái)，其“點(diǎn)餐送餐”的客戶(hù)體驗甚至強于真正的回轉壽司。  

    當然，數字化帶來(lái)的革命性改變遠不止如此。西門(mén)子成都工廠(chǎng)實(shí)現了從產(chǎn)品設計到制造、物流配送全過(guò)程的高度數字化。  

    所謂“數字化”，其實(shí)不難理解。這里的每件產(chǎn)品都有自己的數據信息，貫穿研發(fā)、生產(chǎn)、物流的各個(gè)環(huán)節，實(shí)時(shí)保存在數據平臺中。而這座工廠(chǎng)的運行，正是基于這些數據和貫穿產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節的五大系統，實(shí)現了無(wú)縫的信息互聯(lián)，打造出了所謂的“透明工廠(chǎng)”。  

    “數字化的第一步就是讓工廠(chǎng)透明起來(lái)，沒(méi)有透明就沒(méi)有數字化。”西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品成都生產(chǎn)研發(fā)基地卓越運營(yíng)部經(jīng)理戴霽明告訴《中國科學(xué)報》記者，數字化制造不僅是生產(chǎn)數字化，更是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的數字化。  

    實(shí)際上，如何實(shí)現研發(fā)和生產(chǎn)的無(wú)縫銜接是所有企業(yè)的共同課題。數字化工廠(chǎng)用技術(shù)手段打通了從研發(fā)到生產(chǎn)、物流的全部鏈條，所有的圖紙、產(chǎn)品流、數據庫、物料流等都可以用數字手段模擬實(shí)現，通過(guò)數據共享避免了信息傳輸壁壘，實(shí)現生產(chǎn)和研發(fā)的互動(dòng)。  

    此外，西門(mén)子成都工廠(chǎng)還實(shí)現了柔性生產(chǎn)和混線(xiàn)生產(chǎn)，一條生產(chǎn)線(xiàn)可以同時(shí)生產(chǎn)4種型號的產(chǎn)品，小批量也能生產(chǎn)，真正實(shí)現定制化。過(guò)去，生產(chǎn)線(xiàn)對產(chǎn)品一致性要求很高，大部分生產(chǎn)線(xiàn)每年只生產(chǎn)一種產(chǎn)品，而現在的市場(chǎng)趨勢是訂單多元化、零散化。“這種生產(chǎn)環(huán)節的自我優(yōu)化帶有一定工業(yè)4.0特色。”戴霽明評價(jià)稱(chēng)。  

    實(shí)際上，傳統工廠(chǎng)如果要實(shí)現混線(xiàn)生產(chǎn)，極易出現差錯，而西門(mén)子全集成自動(dòng)化解決方案在很大程度上替代了人類(lèi)的大腦、視覺(jué)和手臂，大量工作由后臺數據庫和計算機完成。據悉，成都工廠(chǎng)產(chǎn)品的一次通過(guò)率可達到99%以上;產(chǎn)品交貨時(shí)間比西門(mén)子其他中國工廠(chǎng)縮短了50%。  

    高效、柔性、快速，這就是數字化為制造業(yè)帶來(lái)的變化。  

    工業(yè)4.0之路  

    西門(mén)子成都工廠(chǎng)在德國的姊妹工廠(chǎng)——安貝格電子制造工廠(chǎng)(EWA)今年9月剛剛迎來(lái)成立25周年紀念。  

    多年以來(lái)，科學(xué)家一直在探討未來(lái)制造業(yè)將發(fā)生哪些變化，盡管他們得出的遠景不盡相同，但都基于一個(gè)共識：端對端的數字化。EWA正是這樣一所工廠(chǎng)。  

    在EWA，生產(chǎn)設備和計算機可以自主處理75%的價(jià)值鏈，只有剩余1/4的工作需要人工完成。自建成以來(lái)，EWA的生產(chǎn)面積沒(méi)有擴張，員工數量也幾乎未變，產(chǎn)能卻提升了8倍，平均1秒即可生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品。同時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量合格率高達99.9988%，全球沒(méi)有任何一家同類(lèi)工廠(chǎng)可以匹敵。  

    西門(mén)子股份公司首席技術(shù)官魯思沃認為：“我們目前采用的生產(chǎn)方式在不久的將來(lái)一定會(huì )成為眾多制造廠(chǎng)所遵循的標準。”西門(mén)子股份公司總裁兼首席執行官凱颯則指出，EWA指明了未來(lái)工業(yè)4.0時(shí)代制造業(yè)的發(fā)展方向。  

    EWA建于1989年，起初只是一家普通的工廠(chǎng)，但后來(lái)不斷采用自動(dòng)化和數字化技術(shù)，結合西門(mén)子全球300多家工廠(chǎng)總結的生產(chǎn)經(jīng)驗，并創(chuàng )造出工具來(lái)持續改善，直到最近幾年，才正式定義為“數字化工廠(chǎng)”。  

    這也解釋了為什么數字化工廠(chǎng)會(huì )誕生在西門(mén)子。  

    “西門(mén)子立足制造，不喜歡外包，通過(guò)數字化方式來(lái)避免人的差錯已經(jīng)成為一種企業(yè)文化和追求。”戴霽明說(shuō)。  

    實(shí)際上，為了實(shí)現數字化制造，西門(mén)子布局已久。傳統印象中，西門(mén)子是一家硬件公司。但現在，西門(mén)子在全球擁有軟件開(kāi)發(fā)人員1.75萬(wàn)名，其數量甚至可以媲美世界頂尖的軟件公司。目前，全球最大的20家航空企業(yè)中，19家使用了西門(mén)子的控制軟件;25家最大的整車(chē)企業(yè)中，超過(guò)20家使用了其管理系統。  

    要說(shuō)轉型，西門(mén)子早已邁上了通向工業(yè)4.0的大道。不過(guò)目前西門(mén)子高層普遍認同：要真正實(shí)現工業(yè)4.0，至少還需要10年的時(shí)間。  

    助力中國制造業(yè)升級  

    金融危機之后，傳統制造業(yè)正在世界范圍內“王者歸來(lái)”，我國也試圖抓住新一輪工業(yè)革命的機遇，從工業(yè)大國轉變?yōu)楣I(yè)強國。  

    但是，一個(gè)現實(shí)的挑戰是：低廉的勞動(dòng)力成本已經(jīng)不再是“中國制造”在全球市場(chǎng)上的優(yōu)勢，制造企業(yè)對于變革的需求尤為迫切。  

    眾多在華跨國公司也都經(jīng)歷過(guò)降低成本來(lái)貼近中國用戶(hù)需求的歷程。西門(mén)子(中國)有限公司高級副總裁兼中國研究院院長(cháng)朱驍洵告訴《中國科學(xué)報》記者：“這條路最終的方向是以中低端產(chǎn)品為主要的創(chuàng )新目標，但也容易走入一個(gè)陷阱——如果創(chuàng )新永遠被成本所束縛，其方向必然有限。”  

    在朱驍洵看來(lái)，數字化創(chuàng )新“相當有意思”，因為它可以打破成本對創(chuàng )新的限制。  

    例如，國內某制造企業(yè)近日開(kāi)始向國外出口產(chǎn)品，隨著(zhù)出口量增大，售后服務(wù)成為大難題，人力成本的增長(cháng)已經(jīng)遠遠超出盈利的邊界。通過(guò)同西門(mén)子的合作，該企業(yè)對生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行數字化改造，今后，所有的生產(chǎn)數據將實(shí)時(shí)傳輸到云平臺，不再需要售后服務(wù)人員守在生產(chǎn)線(xiàn)上，大大節省了人力成本。  

    戴霽明指出，應對“制造2025”有三大難點(diǎn)：穩定質(zhì)量、按時(shí)交貨和控制成本。為了增強企業(yè)競爭優(yōu)勢，必須盡可能地縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。而通過(guò)數字化的工廠(chǎng)規劃，可以減少產(chǎn)品上市時(shí)間至少30%;通過(guò)優(yōu)化規劃質(zhì)量，可以降低制造成本13%;在新產(chǎn)品上市比例、營(yíng)運利潤率等多個(gè)方面，數字化工廠(chǎng)的指標均遠遠高于傳統制造企業(yè)。  

    “數字化不止是西門(mén)子的發(fā)展方向，也是整個(gè)社會(huì )的大趨勢。對西門(mén)子來(lái)說(shuō)，在中國的數字化創(chuàng )新好戲剛剛開(kāi)始。”朱驍洵說(shuō)。  

    數字化制造帶來(lái)的不只是炫目的科技，還有實(shí)實(shí)在在的收益和支撐企業(yè)長(cháng)遠發(fā)展的競爭力，并支持未來(lái)中國制造可持續發(fā)展。西門(mén)子成都工廠(chǎng)只是一個(gè)縮影，中國制造業(yè)的數字化藍圖正慢慢展開(kāi)。  

    摘自 中國科學(xué)報