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數(shù)字化工廠：從夢想到現(xiàn)實

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)字化工廠夢想的同時，卻往往尚未形成清晰的思路。這時,，西門子便成為了那個重要的“夢想導(dǎo)師” — 結(jié)合其在制造業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)知識和軟硬件技術(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”的熱潮從德國涌向全球,，越來越多的中國企業(yè)正決意將未來制造的愿景變?yōu)楝F(xiàn)實,，以期在數(shù)字化引領(lǐng)的工業(yè)變革中盡早謀篇布局。

國內(nèi)制造企業(yè)對于打造數(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”的進程中，很多企業(yè)并非僅僅滿足于數(shù)字化的遠景規(guī)劃,。它們迫切需要的是將美好愿景變?yōu)楝F(xiàn)實的途徑,。

趙雄飛說：“企業(yè)家們并不是要一口吃成個胖子，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)字化工廠夢想的同時,，卻往往尚未形成清晰的思路。

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

趙雄飛的團隊要做的便是首先從運營,、研發(fā)等層面為企業(yè)提供頂層設(shè)計,，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年的中長期。

如果企業(yè)有進一步需求,，他們將和西門子業(yè)務(wù)集團的同事一起幫助客戶進行業(yè)務(wù)流程和IT系統(tǒng)設(shè)計,，包括產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、企業(yè)資源計劃（ERP）,、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）等等,。如果再進一步，西門子中國研究院的專家還會在工藝流程設(shè)計上提出建議,，具體到設(shè)備自動化,、精益生產(chǎn)布局、廠房布局等方面。

在項目實施過程中,，西門子專家也會為客戶提供支持,，包括供應(yīng)商的評估，技術(shù)管理支持等,。

2015年,，趙雄飛的團隊為廈門建霖工業(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。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密集型模式，提高生產(chǎn)效率,，建霖工業(yè)計劃在廈門新建一個大型廚衛(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)過對建霖工業(yè)的實際調(diào)研,，西門子團隊發(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,、庫存多、制造空間浪費,、對人工依賴嚴重,、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度低、現(xiàn)場管理混亂,。

西門子中國研究院為建霖工業(yè)規(guī)劃的數(shù)字化工廠全貌

對此,，西門子在規(guī)劃框架報告中建議，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),，再利用自動化手段推進工藝和物流的改善，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)需要升級當(dāng)前的ERP系統(tǒng)，以解決對生產(chǎn)物流計劃支持較弱的問題,，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)計平臺的能力。在工廠層,，它需要建立MES系統(tǒng),，實現(xiàn)生產(chǎn)執(zhí)行、物流和質(zhì)量控制的信息化,。在自動化層,，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)，實現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)和車間的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò),，同時采用大量*的自動化工藝,，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，計劃實施西門子MES系統(tǒng)Simatic IT,，以及基于工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)Profinet,。

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

西門子中國研究院為金達亞麻規(guī)劃的數(shù)字化工廠的3D模型

人們通常會認為，在新建工廠時實施數(shù)字化理念是較為理想的時機,。但事實并非如此,，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P,，即人員的因素,。

“許多工廠的各級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企業(yè)邁向‘工業(yè)4.0’的最大障礙。”趙雄飛說,。

西門子中國研究院曾經(jīng)在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),，在許多工廠,，各級人員都存在相關(guān)素質(zhì)缺乏的問題。一線員工缺乏高精設(shè)備和自動化系統(tǒng)的熟練操作能力,；中層管理人員對于生產(chǎn)系統(tǒng)自動化和數(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)實施數(shù)字化工廠項目時,，會有研究院的專家和項目工程師進行為期數(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年舉辦全國大學(xué)生“西門子杯”工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽,，為中國制造培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才,。

從全球來看，對于高素質(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)霈F(xiàn)4000萬高技能工人的潛在缺口,。

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