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西门子希望把成都样板间复制到中国更多客户的工厂去，帮助它们成为下一个“Siemens”。
工厂车间里明亮、洁净，为数不多的几个工人站在电脑旁不时盯着屏幕、敲击鼠标。大量吊臂、机器人、电子屏、电脑、布满传感器的流水线，被有序地安放在一个固定又能灵活调配的工位上，正通力合作全面开工。
在接到一批空皂液瓶的生产订单后，工人只需点击鼠标确定设计方案，产品将这样诞生：贴着射频识别（RFID）标签的物料通过轨道从高位货架自动进场，绿色的传感器读取标签指挥它该进入的下一道工序，来到组装环节后，机器人就会根据标签识别为瓶子套上黑色或是白色瓶盖。皂液瓶带着数字记忆与无线信号和生产环境进行信息交换，自动完成了生产全过程。
此外，每个装有产品的箱子上也都贴有专属标签，标签上的二维码记录了它们在整个生产过程中的质量数据、配件信息。一旦某个批次的产品出现问题需要检测，只要去读取相应的二维码就可以实现追溯。
这原本是西门子德国安贝格电子制造工厂的运作场景，现在它以同样的面貌被复制在中国成都。于是，在人、机器和信息数据互联的推动下，工业数字制造在中国有了新故事。
所见即所得
接到为菲亚特（中国）制造一条完整白车身生产线的订单时，柯马（上海）的数字化改造已经持续了3年时间。2008年，柯马使用的生产线规划工具仅仅是Office软件，在一个重要项目中，它们选择了Siemens PLM Software仿真软件Tecnomatix的新版本Process Designer和Process Simulate解决方案，第一次引入用于生产线和作业单元的仿真测试，把Office软件中生硬的二维线条变成了3D场景，设计与规划实现了真正的“所见即所得”。
而菲亚特的白车身生产线项目又加大了难度，最核心的问题在于，在一个焊接工位上会有18台机器人同时工作。“这个18台机器人工作台的复杂性，相当于一个常规面积的工位，18个人同时在上面工作。”柯马（上海）工程有限公司机械工程部经理丁裕冬解释，每个机器人的个头比人还大一点，而且有些机器人在同一个区域焊接，所用的焊枪型号也不同，所以在一个时间点上需要错开。
这对机器人工作程序的编写精确度要求非常高，同时还要避免出现通信干扰。“我们仿真了所有的白车身作业单元，从点焊开始，一直到螺柱焊、激光焊等更加先进的技术。通过仿真测试，我们向客户交付了一个车顶焊接工作站，其中两个机器人进行点焊作业，而另外两个机器人进行焊接作业，兼顾美观同时控制了成本。”柯马机械工程部工艺工程经理Riccardo Piegaia说。
最终，柯马仅用20名工程师花了近半年的时间，就完成了菲亚特项目一系列顶尖的仿真测试，并节省了60%的试验成本。通过在虚拟环境中仿真生产过程，可以虚拟和判断出生产或者规划中可能出现的矛盾、缺陷、不匹配，所有情况都可以用这种方式进行事先的仿真，使工作人员在试产前就能够及时调整设计中的缺陷和问题，缩短大量在现场真实操作的时间。而按照传统做法，这样短的项目交付周期是无法想象的：每个作业环节单独完成后，把各自生产好的部件带到现场去安装，再不断地与客户沟通反复进行调试。“Tecnomatix具有补偿调校功能，可以保证生产线仿真的精准度达到98%，有助于减少车间中的返工次数。”Siemens PLM Software大中华区市场总监权奎奭说。
事实上，在航空和汽车等行业已有超过900万名许可用户在使用Siemens PLM Software产品生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）软件，早在规划阶段进行产品功能试验，通过在虚拟工厂中仿真生产流程，该软件缩短了生产规划周期。
人与机器协作
柯马利用Siemens PLM Software软件实现了“虚拟式生产”，而这只是“数字化制造”对生产模式进行改造的一部分。而作为一个数字制造工厂的样板间，西门子工业自动化产品成都生产研发基地（以下简称“西门子成都工厂”），造就了另一个透明工厂的生产画面。
在这里每一件新产品都拥有自己的数据信息，这些数据信息全部实现了无缝的互联，并在研发、生产、物流的各个环节中被不断丰富，它们构成了一个全新的生产制造体系，在任意一个完整的生产环节，都不再需要上百人的工人分工完成，取而代之的是人与机器通过信息技术进行沟通互动，实现更为精确的生产协作。
王云龙毕业于成都某院校的电子信息专业，是西门子成都工厂PLC（可编程控制器）装配工位上的一名普通员工。来到这个不一样的工厂，他的工作显得有些孤独。他不需要手工抄写任务单，更不用与不同生产线交流，只要对着工作台前方的电脑屏幕，就能从每隔一秒更新一次的实时任务单数据就可以了。生产订单自动下达，生产计划、物料管理等数据也会实时传送。
在王云龙的工作台上有5个不同的零件盒，每个零件盒上都配有指示灯。当自动引导小车送来一款待装配的产品时，传感器都会扫描产品条码信息并显示在电脑显示屏上，然后相应所需零件盒上的指示灯亮起，王云龙就知道该安装什么零件，并且即使换另外一种产品王云龙也不会装错。
确认装配好的产品之后，王云龙只需按下工作台上的一个按钮，自动化流水线上的传感器就会扫描产品的条码信息，记录它在这个工位的数据。制造执行系统将以该数据作为判断基础，向控制系统下达指令，指挥小车将它送去下一个目的地。
在到达下一个工序前，产品要通过“严格”的检验程序，以王云龙装配生产线为例，在整个生产过程中针对产品的质量检测节点就超过20个。其中，视觉检测是数字化工厂特有的质量检测方法，相机会拍下产品的图像与Teamcenter数据平台中的正确图像作比对，一点小小的瑕疵都逃不过。
在经过多次装配并接受过多道质量检测后，成品将被送到包装工位。再经过人工包装、装箱等环节，一箱包装好的自动化产品就会通过升降梯和传送带被自动运达物流中心或立体仓库。
改变“制造”
数字化生产只是实现工业4.0的第一步，未来是要完成全厂从管理、产品研发、生产到物流配送全过程的数字化，而这不仅仅在改变着制造方式本身。
在西门子成都工厂总经理Andreas Bukenberger看来，数字化制造也带来分工协作上的变革。以前的流程是，研发部门先出一版设计图纸给采购、生产部门，生产部门完成后介入质量部门，在这个过程中，设备采购成本、实施可行性等各方面因素，都可能导致图纸进行无数次修改。只要设计改变，其他环节也都要相应做出改变。“由Teamcenter进行统一的数据管理，在开始设计时数据平台就已经在后台共享，研发上面说做出来的数据，可以通过软件直接传送到输送机床上，而制造环节也会有各种各样参数要求，例如我们的加工轨道的宽度、检测精度。这些数据都可以和研发数据进行同步和仿真。这样的方式就可以解决设计制造融合的时间问题，使之速度更快。”
同样，高效的数字化系统也使生产更加精细和精准，对产品质量稳定性的提升不言而喻。如果一个传统工厂开始工作，在购买设备、召集生产线工程师的同时，还需要用大量时间，对每个人的操作习惯、设备稳定性进行研究和调整。但是，如果把所有的变量输入系统并建模，就可以在拿到这些数据以后，直接放到生产中去，可以使整个生产变得方便和高效。另一方面，这一切只需要一个软件工程师通过系统来做，而不再需要大量生产线的工业工程师。
“我们的生产线上有超过50个质量监控点，它们都会实时向后台发送一个数据。然后每20分钟就会生产一个质量报告，报告出现在工厂的质量状态，这个时候，我们就可以根据这些质量状态，去找出问题做质量的监管，保证产品的质量随时在可控状态中。”西门子工业自动化产品成都生产研发基地卓越运营部经理戴霁明说。
而在产品开发的更早期，数字化制造也在发挥着作用。成本核算往往是产品生产后期才执行，这导致了一些问题：开发人员向采购专员寻求意见时，规划工作已开展了一段时间，以至于任何变更都会导致巨大的额外费用。一旦工厂运作系统中纳入成本核算解决方案，它可以持续不断地更新所有影响到成本的变化因素。这意味着可以随时执行采购价格分析，并且可以快速估算出设计和制造替代方案的成本。
“应用了西门子数字化企业平台解决方案的成都工厂与西门子在中国的其他工厂比较，产品的交货时间缩短了50%。”Andreas Bukenberger说。西门子希望把成都样板间复制到中国更多客户的工厂去，帮助他们成为下一个“Siemens”。
（来源：IT经理世界）
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