向工業4.0的演進從未停止。西門子數控(南京)有限公司(SNC)新工廠近日投產。在現場建設之前，西門子已經充分應用自身的數字化技術，提前在虛擬世界中打造了工廠的數字化雙胞胎，實現了從需求分析、規劃設計、建設實施到生產運營的全過程數字化。據介紹，通過打通從研發到生產運營的數據流，新工廠產能提升近2倍，生產效率提升20%，產品上市時間縮短近20%。
多年前，西門子在成都建設第二家數字化工廠時，復制了其在安伯格工廠的經驗、技術和流程。然而，新的SNC工廠沒有“德國模式”，也沒有先例可循。這是西門子的第壹個本地數字工廠。
工廠是在破土動工之前“建”起來的。
SNC成立於1996，是西門子運動控制領域除德國以外最大的R&D和制造中心。其主要產品線涵蓋數控系統、通用變頻器、伺服電機、齒輪電機等產品，廣泛應用於汽車、航空、電子、制藥、物流、新能源等高端制造業，大量產品出口海外市場。面對日益增長的市場需求，工廠迫切需要擴大產能，提高生產效率和靈活性。於是，新建工廠的需求就誕生了。
什麽是原生數字工廠？西門子全球執行副總裁、西門子中國區董事長、總裁兼首席執行官肖松對該報等媒體表示，“原生”是指從設計、規劃、建設到生產運營的全生命周期，從零開始，創造性地運用西門子自己的數字化理念和技術，讓工廠從無到有，從虛到實。“工廠破土動工前，在虛擬世界中使用西門子軟件，完成從工廠需求、分析到竣工、運營的全過程模擬驗證。在實際施工過程中，通過大數據分析，進壹步優化生產流程，為實際生產提供實時可靠的數據支持，實現數字化制造和管理。”
西門子數控(南京)有限公司新工廠
試想壹下，為了生產壹支筆，傳統的方式是先出圖紙，然後調整機床參數做出樣品，圖紙會傳回R&D部門對比修改後再進入生產線。隨著數字化技術向制造業各個領域的快速滲透，產品的數字化孿生已經不是什麽新鮮事了:產品的設計和制造過程完全可以提前在虛擬世界中模擬出來，通過建模和仿真優化設計，可以減少實物調試時間，節省大量材料測試費用。
肖松表示，西門子原生數字化工廠的建成，證明了工廠和生產線可以像產品壹樣設計，數字化雙胞胎可以覆蓋產品和工廠的全生命周期，從而實現持續優化的數字化閉環。
在正式破土動工之前，工程師們已經在虛擬世界中完成了工廠的“建造”。“也許妳會有疑問。今天誰在沒有圖紙的情況下建了工廠？沒有圖紙怎麽破土動工？”西門子(中國)有限公司執行副總裁、西門子大中華區數字產業集團總經理王海濱向本報解釋，這張“圖紙”不是他的“圖紙”。確實有建工廠的圖紙，有機器設備的圖紙，有生產線的圖紙。但不同的是，只有設計圖紙並不能將工廠、生產線、機器、設備、工藝在計算機環境中“搬”出來模擬實際生產運行，進而驗證和優化工廠設計。SNC新工廠在設計的各個環節都進行了虛擬仿真、虛擬調試、虛擬生產和驗證，避免了傳統設計的試錯成本，這是其他工廠還沒有做到的重點。
據介紹，在實體建設和運營階段，新工廠基於西門子工業雲的大數據分析及其與工業物聯網系統的有機結合，進壹步優化生產流程，為實際生產提供實時數據支持，實現數字化制造和管理。新工廠可以生產電子和電機制造兩種產品，從原材料、生產設備到工藝流程都完全不同。“在同壹屋檐下生產這兩種產品，對任何企業來說都是前所未有的挑戰。”西門子數控(南京)有限公司總經理周玉榮說。
在沒有歷史遺留硬件負擔的新建“綠地工廠”實施更徹底的數字化應用，意味著比傳統工廠更多的投資。但王海濱認為，在進行投資決策時，除了直接可見的成本外，試錯成本、錯誤決策等隱性或間接成本也不容忽視。“從SNC新工廠的經驗來看，數字化投資的收益是完全值得的。”
當地R&D和供應商系統將得到加強。
SNC新工廠的設計之初也考慮到了低碳環保。據悉，該工廠利用屋頂光伏系統為工廠運營提供部分清潔能源；利用地源熱泵技術提高冬季供暖和夏季供冷的能效；采用高效水泵和風機、熱回收裝置、雨水回收系統、風光互補LED路燈、智能照明控制系統、太陽能熱水系統，最大限度節能減排。上述措施預計每年可節約約506萬度電、6286立方米水和3325噸碳排放。
肖松在采訪中表示，數字化和低碳化將是未來西門子在中國發展的兩個支點。
“雖然疫情給全球經濟帶來了巨大挑戰，但中國作為世界第二大經濟體，擁有完整的產業鏈體系。同時提出了壹系列推動經濟高質量發展的努力，比如統壹大市場，堅定實行改革開放，這對外資企業非常重要。”肖松表示，目前西門子在中國擁有3萬多名員工和40多家運營企業，在中國布局了完整的產業鏈和開放共贏的生態系統。在談到中國的戰略時，他透露，西門子中國將提高其本地R&D和創新能力，並加強與大學和研究機構的合作。
2020年新冠肺炎疫情的爆發，促使全球企業重新思考供應鏈布局和風險管理。
小宋說，這兩年公司整體上把供應鏈帶來的風險降到了最低。為了進壹步加強供應鏈建設，過去壹個產品可能只有壹個供應商，現在需要增加到兩三個供應商來降低風險。加強當地供應商的比例也很重要。以前有些產品是基於全球供應商的，疫情讓企業充分認識到必須加強本土供應商的建立和發展。“通過這些措施，我們可以更快地面對未來新的不確定性。”
校對:劉偉