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        西門子:我們像設計產品一樣設計建造了一座工廠

        放大字體  縮小字體 發布日期:2022-06-22  來源:控制工程網  瀏覽次數:27
         6月17日,對于西門子來說,發生了一件具有里程碑意義的大事,那就是西門子的全球首座原生數字化工廠,西門子數控(南京)有限公司(SNC)新工廠在這一天正式投運了!
          原生數字化工廠,這是一個什么樣的工廠?何為“原生”?這樣的原生工廠會帶來什么樣的好處?為何這是具有里程碑意義的一件大事?ConTROL ENGINEERING China 受邀參加了當日舉行的媒體發布會,我們來一起看看西門子的領導們都怎么說。
        西門子數控(南京)有限公司(SNC)新工廠。圖片來源:西門子
         
          這是一座同時生產電子和電機的工廠 
          SNC成立于1996年,是西門子在運動控制領域在德國以外最大的研發和制造中心,其主要產品線覆蓋數控系統、通用變頻器、伺服電機和齒輪馬達等產品,廣泛應用于汽車、航空、電子、制藥、物流和新能源等高端制造行業,并有大量產品出口海外市場。
          此次投產的SNC新工廠是為了滿足SNC急需大幅擴大產能的需要,完全新建的一個工廠,廠址位于南京市溧水經濟開發區。
        西門子數控(南京)有限公司(SNC)新工廠
         
          從生產的產品看,這座工廠可以同時生產電子和電機制造兩大類從原材料、生產設備到工藝流程均截然不同的產品。西門子數控(南京)有限公司總經理周郁榮表示,將這兩大類產品放在同一個屋檐下生產,這對任何企業來說都是一項前所未有的挑戰。
          建設原生數字化工廠如同設計產品一樣
          說到西門子的數字化工廠,我們通常都會提到最接近工業4.0的西門子安貝格工廠,以及她的姊妹工廠西門子成都工廠(SEWC)。盡管本質上都是面向工業4.0的數字化工廠,但相比這兩座工廠,SNC新工廠最大的特色在于她是一座原生的數字化工廠。
          如何理解原生數字化工廠?西門子全球執行副總裁,西門子中國董事長、總裁兼首席執行官肖松博士給出了最直接的回答:“原生指的是從設計、規劃、建造和生產運營的全生命周期,從零開始,開創性的完全使用西門子自身的數字化理念和技術,讓工廠從無到有,由虛到實,這就是原生的含義。”
        SNC原生數字化工廠
         
          肖松博士介紹說,在SNC新工廠破土動工之前,西門子就已經在虛擬世界里用西門子自己的軟件,完成了從工廠需求、分析到建成、運營全過程模擬仿真和驗證,而在實際建設過程中,通過大數據的分析,進一步優化生產流程,為實際生產提供實時可靠的數據支撐,實現數字化制造和管理。
          “這座原生數字化工廠的建成,證明了我們可以像設計產品一樣,設計我們的廠房和產線,西門子數字孿生技術,覆蓋了我們的產品以及工廠的全生命周期,也就是實現了一種持續優化的閉環,可以說是西門子推進數字化轉型實踐的一個關鍵里程碑。” 肖松博士總結道。
          原生的核心是數字孿生 價值在于虛擬調試 
          作為西門子全球首座原生數字化工廠,SNC新工廠全面展示了西門子先進數字化企業理念與數字孿生技術的切實價值。在工廠虛擬建設階段,西門子憑借覆蓋工廠需求分析、布局設計、生產流程仿真以及虛擬調試等環節的數字孿生技術,完成了工廠在軟件系統中的虛擬建設。
          在實體建設及運營階段,基于西門子工業云的大數據分析及其與工業物聯網系統的有機結合,打通從研發到生產運營各環節數據流,為實際生產提供實時可靠的數據支撐,進一步優化生產流程。
          “SNC新工廠詮釋了西門子以數字孿生技術為核心的數字化企業解決方案所蘊含的巨大潛力。” 西門子(中國)有限公司執行副總裁、西門子大中華區數字化工業集團總經理王海濱說道,SNC新工廠的關鍵之處在于,在工廠的設計環節,已經對整個工廠、產線、設備、工藝等進行了虛擬仿真、虛擬調試、虛擬生產和驗證,從而改進工廠的設計。
        虛擬世界中的SNC新工廠
         
          王海濱表示,盡管現在每個工廠設計都會有圖紙,但這些圖紙并不能在計算機里按照實際的生產運行起來,所以無法進行仿真和驗證,一旦在工廠或者產線建成后再發現設計有問題,試錯成本將是巨大的。而有了虛擬調試,就可以避免這種試錯,這就是原生數字化工廠的核心內涵和真正的價值所在。
          據介紹,新工廠投產之后,產能將提高近2倍,生產效率提升20%,柔性生產能力提升30%,產品上市時間縮短近20%,空間利用率提升40%,物料流轉效率提升50%。
          原生數字化工廠,西門子“我喝自己釀的酒” 
          西門子一直是工業數字化轉型的全球布道者,其積極推動的數字孿生技術也是當前數字化轉型的重要支撐。西門子數字孿生包括產品的數字孿生、工藝和產線的數字孿生、性能的數字孿生。而這一次,西門子將一個工廠看作一個產品來設計、制造和使用,在不同的產品生命周期創建了這三個數字孿生,從一個布道者變成了一個實踐者。 
          從零開始在一塊綠地上創建一個現代化工廠,給了西門子一個全面實踐數字孿生工廠的機會,但更重要的是,充分證明了西門子在今天具有建造一個原生數字化工廠的能力。
          西門子是當今全球為數不多的能在產品研發、制造過程以及工廠管理的完整價值鏈上,提供三個數字孿生創建并互聯互通的企業。
          在設計研發階段,西門子有NX三維設計及仿真軟件,可以設計工廠的廠房、產線、產品的三維模型,直觀呈現產線布局;各個部門、各個環節產生的機械數據、電氣數據以及其它工程組態數據都集成于Teamcenter這個貫穿三個數字孿生的產品生命周期管理平臺,方便各職能部門成員之間的共享和協作。
        在虛擬世界完成了工廠的建設
         
          在虛擬生產和虛擬調試階段,西門子具有覆蓋從機器部件、機器、生產單元、生產線到工廠物流的虛擬仿真調試軟件。比如Tecnomatix Process Simulate,可以對數字化制造工藝過程,包括零部件制造、裝配規劃、資源管理、工廠設計與優化、人力績效、產品質量規劃與分析、生產管理等進行仿真測試。而Plant Simulation可以對工廠、生產線及物流進行集成建模仿真優化,能夠對車間布局、生產物流設計、產能等生產系統進行定量的驗證并根據仿真結果找到優化的方向。
        產線的數字孿生
         
          而到了生產控制階段,西門子具有業界強大的TIA博途全集成自動化平臺和Simatic IT 生產管理軟件,以及Mendix低代碼平臺、MindSphere云平臺等,另外,西門子還有工廠現場設備層級的各類儀表、控制器、電機、網絡等硬件產品。
          可以說,西門子憑借近乎完美的數字化產品組合,將數字孿生應用到貫穿產品研發到車間生產的工業場景和流程中,實現虛擬與現實世界的融合。
          “我們現在用自己的數字化技術和產品打造一個原生的數字化工廠,就像是‘我喝我自己釀的酒’,等我們覺得這個酒是美酒的時候,我們再去推廣給客戶,這樣就會是經過驗證的數字化解決方案。” 周郁榮表示,SNC新工廠也會成為西門子數字化轉型的體驗中心和賦能中心,讓客戶身臨其境地了解全球領先的數字化技術和理念。
          效率、質量和低碳化的行業新標桿 
          效率、質量和綠色低碳是每一個現代化工廠必須要具備的品質,SNC新工廠通過原生的數字化技術保障了工廠的效率和產品的質量,而在綠色低碳化方面,西門子在規劃之初就做了重點考慮。
          據介紹,該工廠采用多項國際先進的低碳環保技術: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制冷能效;應用高效率水泵和風機、熱回收裝置、雨水回收系統、風能和光伏LED路燈、智能照明控制系統和太陽能熱水系統,最大限度地節能減排。各項節能減排措施將共同助力SNC新工廠成為一座綠色高效的低碳示范工廠,預計每年可節省約506萬千瓦時的電力,6,286立方米的水,減少3,325噸的碳排放。
          肖松博士表示,數字化和低碳化將會是未來西門子在中國發展的兩大支點,西門子已經承諾到2030年實現全球運營碳中和,而SNC新工廠也將成為低碳化的標桿工廠。“西門子的制造工廠,都在努力在成為綠色低碳工廠。比如2021年底,上海西門子開關有限公司(SSLS)建設獲得了國家級‘綠色工廠’,其他工廠也在制定目標,力求達成這個目標。” 
          結語
          誕生于1847年西門子公司,在成立25年之后,就進入了中國,為中國經濟社會發展作出重要貢獻。如今,恰逢西門子進入中國150周年之際,全球第一座原生數字化工廠率先落地中國,可以看出西門子在中國的本土化戰略正在加速升級。相信有了SNC新工廠的加持,西門子將為中國制造業創新發展帶來新的活力。
         
        關鍵詞: 西門子 數字化工廠
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