在2016年汉诺威工业博览会上,包孕西门子、思爱普、博世等在内的企业大多以什物或模型向参观者呈现数字化工业的各类管理方案,人们或许看到智能出产线模型,或许看到机械人、传感器等反映工业4.0特点的硬件元素,也或许看到数据处理、智能节制等软件元素。从2011年汉诺威工业博览会上,德国人提出工业4.0概念,到2014年中德颁布开展工业4.0合作,工业4.0这把火从欧洲烧到了中国。那么什么是工业4.0?记者在加入2016年汉诺威工业博览会时代探访了西门子安贝格电子制造工场(下称“安贝格工场”)——这一今朝被业界认为最接近工业4.0概念雏形的工场,领略了智能工场的智能制造。
何为工业4.0?
“工业4.0”的研究项目由德国联邦当局起首提出,在德国粹术界和工业界的鞭策下形成。2013年的汉诺威工博会上,德国当局正式提出“工业4.0”计谋,并推出《德国工业4.0计谋设计实施建议》(下称《实施建议》);2015年的工博会上,在德国联邦经济和能源部、联邦教研部撑持下,多家行业协会结合创议的德国“工业4.0平台”正式成立,该平台已成为德国当局在联邦层面促进工业4.0成长最直接的渠道。
工业4.0的称法首要相对于前三次工业革命而言:工业1.0指的是18世纪起头的第一次工业革命,实现了机械出产取代手工劳动;第二次工业革命始于20世纪初,依靠出产线实现批量出产;工业3.0则为现代人所熟悉,指的是20世纪70年月后,依靠电子系统和信息手艺实现出产主动化。
而工业4.0则指的是过程实现“物联网”系统完成大出产,最大水平实现出产全主动化、个性化、弹性化、自我优化和提高出产资源效率、降低出产成本的全新出产格局。
按照《实施建议》描述:在将来智能工场中,人类、机械和资源或许互相通信。智能产物“知道”它们若何被制造出来的细节,也知道它们的用途。它们将自动地对制造流程,回覆诸如“我什么时辰被制造的”、“对我进行处理应该利用哪种参数”、“我应该被传送到何处”等问题。
跟着工业4.0历程的成长,开放的尺度也被提上了议程,太多的专有系统会阻碍工业4.0的进展。本年的工博会揭幕前夜,德国尺度化学会与5家行业协会配合创议成立“工业4.0尺度化理事会”,显示德国的工业4.0成长已瞄向尺度拟定的新阶段。德国尺度化学会4月20日公开发布了首个德国工业4.0参考模型的尺度。
“工业4.0平台”辅导小构成员、西门子公司首席手艺官鲁思沃认为,该参考模型是德国成长工业4.0的主要一步,初次搭建出一个完整的框架,包含横向与纵向的信息手艺融合,涵盖工业4.0环节的手艺要素,还包孕产物的生命周期以及出产周期,能使分歧行业的企业朝着统一的标的成长工业4.0。
智能工场的智能制造
位于德国巴伐利亚州东部、透着上世纪八九十年月工业气概的红砖厂房内正进行着一场向着工业4.0标的的自我进化。这是德国工业巨头西门子旗下的安贝格工场,是欧洲甚至全球最进步的数字化工场。
安贝格工场建立于1989年,现在该工场每年可出产约1500万件Simatic产物,按每年出产230天争论,即平均每秒就能出产出一台节制设备。这里的产物及格率高达99.9988%,“世界上还没有哪家同类工场具备如斯之低的缺陷率。”安贝格工场负责人Karl-HeinzBüttner称。
记者在现场看到,安贝格工场自身出产过程也哄骗Simatic设备进行节制,出产过程实现了高度的主动化。西门子安贝格工场出产工程师ChristophRaum告诉记者,这里的出产设备和争论机或许自立处理75%的流程工作,由人力完成的部门,只有出产过程的开首部门,即员工将初始组件(裸电路板)放置到出产线上的环节,此后所有的工作均由机械主动节制完成。
依靠Simatic设备的高度主动化,在24小时内西门子安贝格工场就可将面向全球约6万名用户的产物做好交付筹办。
工业4.0意味着收集进入工场大出产,是一个极新的工业制造逻辑和格局。曩昔是以中心节制批示系统,每一分钟对机械发出指令,而而今则由商品所附带的信息告诉机械需要什么样的出产过程,以制造出契合客户要求的产物。
“在出产之前,这些产物的利用目的就已预先确定,包孕部件出产所需的所有信息,都已经’存在’于虚拟实际中,这些部件有本身的’名称’和’地址’,具备各自的身份信息,它们’知道’什么时辰、哪条出产线或哪个工艺过程需要它们,过程这种格局,这些部件得以协商确定各安闲数字化工场中的运行路径。”ChristophRaum为记者讲解道,在将来的工场里,设备和工件之间甚至或许直接交流,从而自立决议后续的出产步调,构成一个分布式、高效和灵动的系统。
今朝,安贝格工场的姊妹工场——西门子工业主动化产物成都出产研发基地(下称“西门子成都工场”)已在中国四川成都降生。西门子成都工场承担着西门子全球工业主动化产物研发的脚色,全厂内实现了从经管、产物研发、出产到物流配送全过程的数字化,而且过程信息手艺,与德国出产基地和美国的研发中心进行数据互联。
西门子成都工场总司理AndreasBukenberger默示:“今朝成都工场产物的一次过程率(FPY)可达到99%以上,应用了西门子数字化企业平台管理方案的成都工场与西门子在中国的其他工场比力,产物的交货时候缩短了50%。”而安贝格工场今朝可实现年产零部件100万件,即平均1秒出产一个产物,将来的成都工场将有望冲击这一记载。
中国与工业4.0
中德在国度层面上的工业4.0合作始于2014年,昔时10月,总理李克强在柏林与德国总理默克尔配合揭晓了《中德合作步履纲要》,颁布两国将开展工业4.0合作。业内助士认为,中德工业4.0计谋合作框架,显示出高层对制造业4.0进级革新的强力撑持,工业4.0已上升到国度计谋高度。2014年中国工程院和工信部联手推进《中国制造2025》,2015年5月国务院正式过程。
当低廉的劳动力成本不及再作为“中国制造”在全球市场上的优势标签,制造企业对于变化的需求更为火急。中国从当局层面上正在全力推进工业4.0,因为中国有7000万到8000万工业就业人员,还有大量出口,它们都是过程基于将来的互联网和工业融合的智能制造来实现。
为在激烈的全球竞争中连结优势,制造企业要最大化哄骗资源,将出产变得加倍高效。为顺应不息改变的客户需求,制造企业必需尽可能地缩短产物上市时候,对市场的响应加倍快速。为知足市场多元化的需求,制造企业还要快速实现各环节的灵动改观,将出产变得加倍柔性。而高效、快速、柔性恰是数字化企业为制造业带来的最大改变。西门子成都工场如许的数字化企业的泛起,为将来中国制造的变化标的供给了一个杰出的参考。
数据显示,过程数字化的工场规划,或许削减产物上市时候至少30%;过程晋升产物质量,或许降低制造成本13%。而在新产物上市比例、设备出产效率、产物交付能力及营运利润率等多个方面,数字化工场的指标均远远高于传统制造企业。
然而,“中国制造2025”与“德国工业4.0”在近况上也存在很大的不同,今朝德国作为制造业强国,企业已根基完成由2.0向3.0的过渡,正在向4.0进级,而中国还有大量企业,还处在2.0的阶段,在根基材料、根基工艺方面非常欠缺。但,这种不同也让两边有了不小的互补空间。简言之,在手艺方面,德国比力领先,而中国存在必然水平的欠缺;在市场空间方面,欧洲比力有限,而中国则潜力庞大。统计显示,德国45%的研发中心在中小企业,这些企业很大水平上引领了工业4.0,但缺乏拓展国际市场的经验和能力,往往只办事于宝马等单一大集团。假如指导德国企业和中国企业开展跨境合作,许多项目在中国将都有百亿级的市场规模。以西门子为例,2016年4月份,西门子与全球规模最大的亚麻纱制造商——金达控股有限公司配合扶植的数字化工场在浙江横港正式投入利用。作为中国亚麻纱行业的首家数字化工场,该厂的建成标记着西门子数字化工场管理方案再次成功应用于中国本土企业,成为西门子助力中国制造业转型进级的又一个里程牌。西门子MESSimaticIT将进步的数字化工场规划、设计和经管理念引入工场的研发、出产及物流等各个环节;西门子全集成主动化(TIA)管理方案在该厂也获得了周全的应用,接济主动化设备与系统实现无缝毗连,缩短工时提高效率并降低设备运转成本。
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