西門子工業4.0：數字化魔力
http://www.debgrams.com 2014-09-01 11:00 來源：經濟觀察報
57歲西門子新任全球CEO凱颯(JoeKaeser)正在帶領公司進行一場工業4.0的變革。在這場變革中，CFO出身的他首先調整了公司架構的調整，取消了“業務領域”層級，重歸扁平化組織。
自2014年10月1日起，公司將精簡機構，取消“業務領域”(Sector)層級，并將現有的16個業務集團整合為9個。此外，醫療業務在未來將會獨立運營。
凱颯表示，通過整合公司的業務集團并取消“業務領域”層級，公司將減少內部繁冗、削減成本并加速決策流程。此外，公司的職能部門，如人力資源和企業傳播，也將在未來進行精簡，實現集中管理。這些預計每年將為公司節省約10億歐元，將在2016財年底全面生效。
與該計劃相關，公司將把員工股票計劃擴大至高級管理層以下。迄今為止，西門子股份公司的員工股東數量達到14萬人左右，與2009年相比，持股員工人數增加50%。為此，西門子每年將根據公司業務表現安排最高4億歐元的股票。另外，之前宣布的總額最高可達40億歐元的股份回購計劃也將啟動。
整合計劃似乎與7年前西門子的做法剛好相反，當時，13個業務集團歸集到工業、能源和醫療三個業務層級(后來增加了城市與基礎設施)中。
凱颯認為，“過去，我們要做的是貼近客戶，但是現在更多的是要能夠滿足客戶的需求，比如說在醫療領域和能源領域，價值鏈有了進一步的變化，在這種情況下必須要改變方法以滿足客戶的需求。”
以發電行業為例，過去一個大型燃煤火力發電廠擁有1000兆瓦或者是2000兆瓦發電能力，輸電系統很簡單。現在則是多種發電類型并存，有煤電、天然氣發電、風能和太陽能發電，不同發電的來源需要聯網，需要智能化的配電，需要貼近客戶、按照客戶的需求調整，因此更復雜。
在西門子看來，所有的變革都是為了利用信息物理融合系統等手段，將制造業向“數字制造”轉型，即適應全球制造業邁進工業4.0時代的需求。
所謂“工業4.0”，是通過虛擬生產結合現實的一種生產途徑，在“工業4.0”時代，虛擬全球將與現實全球相融合。通過計算、自主控制和聯網，人、機器和信息能夠互相聯接，融為一體。未來制造業將實現更高的工程效率、更短的上市時間以及生產靈活性。“現在，一款汽車需要上千人設計，設計人員設計3年、生產模具1年、建設生產工廠4年，至少需要8年的時間。”西門子(中國)有限公司工業業務領域的一位內部人士這樣描述“工業4.0”時代的構想，“未來的制造將是基于大數據、互聯網、人，結合各種信息技術進行柔性制造。實現定制化生產，甚至可以當月定制，下個月生產出來。”
數字化生產的魔力
2013年9月，西門子在德國之外的首家數字化企業，即西門子工業自動化產品成都生產研發基地(SEWC)在成都落成。關于SEWC，讓西門子津津樂道的是這座工廠不僅是一個數字化企業，而且是自己生產自己——絕大多數技術來自西門子。
“傳統制造一般是先出一張圖紙，然后交給生產部門做出樣品，圖紙返回研發部改進后再生產。在數字化制造下，研發到制造基于同一個數據平臺，改變了傳統制造節奏，研發和生產幾乎同步，完全不需要紙質的圖紙。”這是完全用不到紙張的生產車間，該內部人士向記者闡述了數字化制造帶來的改變，而這種節奏的改變帶來的是產品上市時間的大大壓縮、生產效率和產品質量的提升。
何曉龍(化名)是西門子工業自動化產品成都生產研發基地的一名負責PLC(可編程控制器)裝配的員工。他的工作臺上有5個不同的零件盒，當自動引導小車送來一款待裝配產品時，電腦會顯示相關信息，自動化流水線的傳感器將掃描條碼信息，然后產品會經過20個質量監測節點。
這種“視覺檢測”是數字化工廠的特有監測方式，經過多次裝配和質量檢測后，成品被將送到包裝工位，經過人工包裝、裝箱，包裝好的產品將通過升降梯和傳送帶自動送往物流中心或者立體倉庫。這一生產過程，無需傳統制造中用幾十人甚至上百人的手動去完成。
凱颯認為，這就是數字化帶來的魔力，自動化需要大量的數據，包括機械、傳感器等，這些數據需要通過數字化實現。譬如說大型燃氣輪機有1500個傳感器，每一個傳感器都可以講述自己的故事。不過，數據不是最終目標，而要如何通過數字化獲得數據，并對數據進行評估、篩選和分析，然后從中真正獲得對業務的理解。
在他的商業邏輯中，中國第十二個五年規劃中提到了高端制造業，現在中國希望能夠在汽車制造業和航空航天業這兩個領域能夠取得成績的話，必須要在制造的過程中實現高度的自動化。這不僅僅是一個和技術相關的問題，也是關于準確度和效率的問題，因為制造的過程中對精度要求非常高，許多工作不能用人工完成，這意味著智能化生產有著廣闊的前景。
機器人與無人工廠
西門子(中國)有限公司工業業務領域的內部人士認為，當前中國乃至全球制造業主要面臨三方面的挑戰。首先是時間，當前市場競爭愈發激烈，能否縮短產品的上市時間，對于企業非常重要。研發和生產的速度慢了，就會失去市場。
其次，企業在提升生產效率方面也面臨著新的困難。讓工人加班，以非常標準的方式工作，不能有任何浪費的動作，這種提高生產效率的方式已經越來越不適用了。
此外，不斷變化的市場需求，對于制造業的靈活性提出了更高的要求，特別是定制化生產需求越來越多。而那種原創于福特公司的大規模流水線裝配作業雖然推動了工業化的進步。在實現更高生產效率的同時，卻喪失了靈活性。
在這種情況下，融合虛擬與現實生產的“工業4.0”成為了必然選擇。在西門子股份公司管理委員會成員、工業業務領域首席執行官魯思沃看來，網絡化生產和數字化制造正在成為決定成敗的關鍵，而現實與虛擬生產相融合得益于創新的軟件和強大的硬件。產品生命周期軟件可以優化整個產品的生命周期，從最初的產品設計、生產規劃，一直到生產實施，并最終服務于用戶。
“‘工業4.0’不僅僅意味著技術的轉變、生產過程的轉變，同時也意味著整個管理和組織結構的調整。我們必須放棄孤島式的想法，要為變革做好準備。我們認為任何一個公司或者國家單打獨斗都不可能改變全球的制造企業，這需要我們大家進行協作，各個企業、學科、行業都要進行合作。”魯思沃說。
他舉了例子，“就像你買一臺新的打印機，把它插在筆記本電腦上就能使用。現在大家都在用‘即插即用’的方式了。我們要實現的就是當一個機器人進入到了生產網絡和系統當中，也可以擁有‘即插即用’的能力。”
未來的智能工廠中，產品信息都被輸入到產品零部件本身，他們會根據自身生產需求，直接與生產系統和設備溝通，發出接下來所需生產過程的指令，指揮設備把自己生產出來。這種自主生產模式能夠滿足每位用戶的定制需求。
當人口紅利逐漸消失的時候，中國對機器人、無人工廠的需求正在凸顯。當然，未來的工廠并不會是真正的“無人工廠”，人將會擔當更有挑戰性的角色，比如創新、規劃、監督和協調機器的運作。“只有這樣，機器才會按照人的想法進行運轉，制造才會更快、更加高效，才能使用更好的資源，這是制造系統應該去遵循的原則。”魯思沃說。
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