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數(shù)字化工廠：從夢(mèng)想到現(xiàn)實(shí)

無論身處工業(yè)2.0還是3.0階段，許多企業(yè)在懷揣數(shù)字化工廠夢(mèng)想的同時(shí)，卻往往尚未形成清晰的思路。這時(shí)，西門子便成為了那個(gè)重要的“夢(mèng)想導(dǎo)師” — 結(jié)合其在制造業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和軟硬件技術(shù)，為企業(yè)提供*的數(shù)字化工廠解決方案。

隨著“工業(yè)4.0”的熱潮從德國(guó)涌向全球，越來越多的中國(guó)企業(yè)正決意將未來制造的愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，以期在數(shù)字化引領(lǐng)的工業(yè)變革中盡早謀篇布局。

國(guó)內(nèi)制造企業(yè)對(duì)于打造數(shù)字化工廠的熱情從趙雄飛接到的咨詢服務(wù)需求就可見一斑。這位西門子中國(guó)研究院的數(shù)字化工廠專家在2013年接到了大約5家企業(yè)關(guān)于籌建數(shù)字化工廠的咨詢。2014年，這一數(shù)字增加到了10家左右，2015年更是上升到了幾十家。

在邁向“工業(yè)4.0”的進(jìn)程中，很多企業(yè)并非僅僅滿足于數(shù)字化的遠(yuǎn)景規(guī)劃。它們迫切需要的是將美好愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的途徑。

趙雄飛說：“企業(yè)家們并不是要一口吃成個(gè)胖子，而是想一步步發(fā)展，最后真正成為站在行業(yè)頂峰的巨人。”

條條道路通羅馬
無論身處工業(yè)2.0還是3.0階段，許多企業(yè)在懷揣數(shù)字化工廠夢(mèng)想的同時(shí)，卻往往尚未形成清晰的思路。

這時(shí)，西門子便成為了那個(gè)重要的“夢(mèng)想導(dǎo)師” — 結(jié)合其在制造業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和軟硬件技術(shù)，為企業(yè)提供*的數(shù)字化工廠解決方案。

趙雄飛的團(tuán)隊(duì)要做的便是首先從運(yùn)營(yíng)、研發(fā)等層面為企業(yè)提供頂層設(shè)計(jì)，幫助其完成數(shù)字化工廠的整體規(guī)劃。根據(jù)企業(yè)的特點(diǎn)和需求，這一規(guī)劃可以是面向1-3年的短期，也可以瞄準(zhǔn)5-20年的中長(zhǎng)期。

如果企業(yè)有進(jìn)一步需求，他們將和西門子業(yè)務(wù)集團(tuán)的同事一起幫助客戶進(jìn)行業(yè)務(wù)流程和IT系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）等等。如果再進(jìn)一步，西門子中國(guó)研究院的專家還會(huì)在工藝流程設(shè)計(jì)上提出建議，具體到設(shè)備自動(dòng)化、精益生產(chǎn)布局、廠房布局等方面。

在項(xiàng)目實(shí)施過程中，西門子專家也會(huì)為客戶提供支持，包括供應(yīng)商的評(píng)估，技術(shù)管理支持等。

2015年，趙雄飛的團(tuán)隊(duì)為廈門建霖工業(yè)有限公司（建霖工業(yè)）完成了未來數(shù)字化工廠的規(guī)劃設(shè)計(jì)。成立于1989年的建霖工業(yè)是最大的廚衛(wèi)產(chǎn)品OEM企業(yè)，主營(yíng)業(yè)務(wù)是為科勒等知名廚衛(wèi)產(chǎn)品制造商做代工生產(chǎn)。

為了改變過去的勞動(dòng)密集型模式，提高生產(chǎn)效率，建霖工業(yè)計(jì)劃在廈門新建一個(gè)大型廚衛(wèi)產(chǎn)業(yè)園，集制造基地、物流中心和研發(fā)中心于一體。經(jīng)過對(duì)建霖工業(yè)的實(shí)際調(diào)研，西門子團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)其在生產(chǎn)、管理等方面存在一系列問題，如生產(chǎn)周期長(zhǎng)、庫存多、制造空間浪費(fèi)、對(duì)人工依賴嚴(yán)重、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度低、現(xiàn)場(chǎng)管理混亂。

西門子中國(guó)研究院為建霖工業(yè)規(guī)劃的數(shù)字化工廠全貌

對(duì)此，西門子在規(guī)劃框架報(bào)告中建議，建霖工業(yè)首先需要建立精益生產(chǎn)體系，并健全工廠信息化系統(tǒng)來管理生產(chǎn)，再利用自動(dòng)化手段推進(jìn)工藝和物流的改善，最終建成綠色智能工廠。

比如在工廠信息化系統(tǒng)中，建霖工業(yè)需要升級(jí)當(dāng)前的ERP系統(tǒng)，以解決對(duì)生產(chǎn)物流計(jì)劃支持較弱的問題，并且需要由現(xiàn)有的PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）模式上升到PLM的管理模式，以提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)的能力。在工廠層，它需要建立MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)執(zhí)行、物流和質(zhì)量控制的信息化。在自動(dòng)化層，建霖工業(yè)需要搭建工業(yè)以太網(wǎng)，用于連接設(shè)備和MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)和車間的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)采用大量*的自動(dòng)化工藝，減少人工，提高工藝質(zhì)量。

目前，建霖工業(yè)已經(jīng)踏出了邁向“工業(yè)4.0”的*步，計(jì)劃實(shí)施西門子MES系統(tǒng)Simatic IT，以及基于工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)Profinet。

除此之外，西門子中國(guó)研究院還為金達(dá)亞麻、中車集團(tuán)青島四方、中建鋼構(gòu)、華立集團(tuán)等眾多企業(yè)提供了數(shù)字化工廠的評(píng)估、規(guī)劃和咨詢服務(wù)。

西門子中國(guó)研究院為金達(dá)亞麻規(guī)劃的數(shù)字化工廠的3D模型

人們通常會(huì)認(rèn)為，在新建工廠時(shí)實(shí)施數(shù)字化理念是較為理想的時(shí)機(jī)。但事實(shí)并非如此，不同行業(yè)的不同企業(yè)采取的路線不盡相同。

“我們的大優(yōu)勢(shì)就在于能為企業(yè)量身定制較適合的數(shù)字化方案，這要取決于企業(yè)所在行業(yè)的情況、產(chǎn)品類型、生產(chǎn)模式等等。”趙雄飛表示，“因此，每接觸一個(gè)客戶，我們都首先要成為它所在行業(yè)的工藝專家。這樣才能提出專業(yè)的建議。”

人才最金貴
在被稱為PPT（Process, People and Technique）這三個(gè)構(gòu)成數(shù)字化工廠的關(guān)鍵因素中，趙雄飛較為看重，也較為擔(dān)心的是第二個(gè)P，即人員的因素。

“許多工廠的各級(jí)員工往往都不具備相應(yīng)的技術(shù)和管理能力。技術(shù)可以購買，流程也可以規(guī)范，而人才的缺乏將是制約中國(guó)企業(yè)邁向‘工業(yè)4.0’的最大障礙。”趙雄飛說。

西門子中國(guó)研究院曾經(jīng)在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在許多工廠，各級(jí)人員都存在相關(guān)素質(zhì)缺乏的問題。一線員工缺乏高精設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的熟練操作能力；中層管理人員對(duì)于生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化和數(shù)字化的轉(zhuǎn)變需要更快地適應(yīng)；而企業(yè)高層對(duì)于數(shù)字化工廠發(fā)展方向的重大決策能力仍有待提高。

為此，西門子在幫助企業(yè)實(shí)施數(shù)字化工廠項(xiàng)目時(shí)，會(huì)有研究院的專家和項(xiàng)目工程師進(jìn)行為期數(shù)月乃至數(shù)年的駐廠培訓(xùn)。此外，西門子與教育部合作，通過技術(shù)培訓(xùn)等活動(dòng)培養(yǎng)了千余名工程學(xué)科的教師，并連續(xù)9年舉辦全國(guó)大學(xué)生“西門子杯”工業(yè)自動(dòng)化挑戰(zhàn)賽，為中國(guó)制造培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才。

從全球來看，對(duì)于高素質(zhì)人才的需求以及相關(guān)培訓(xùn)的緊迫性同樣存在。麥肯錫開展的“制造業(yè)的未來”的研究結(jié)果表明，到2020年，全球?qū)?huì)出現(xiàn)4000萬高技能工人的潛在缺口。

智能機(jī)器可以自我學(xué)習(xí)，并取代人類的一部分工作，但是未來的數(shù)字化工廠決不會(huì)是無人工廠。人們將在設(shè)計(jì)、規(guī)劃、監(jiān)管等方面發(fā)揮更強(qiáng)的創(chuàng)造力。同時(shí)，智能化的工廠將會(huì)批量生產(chǎn)高度個(gè)性化的產(chǎn)品，要能夠以較快速度調(diào)整生產(chǎn)線，這就要求員工能對(duì)聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器進(jìn)行編程，還能解讀復(fù)雜數(shù)據(jù)。

“工廠管理者如何有效利用從自動(dòng)化設(shè)備采集上來的數(shù)據(jù)，并指導(dǎo)生產(chǎn)是未來工廠的關(guān)鍵所在。”趙雄飛解釋說。