【壓縮機網】【中國壓縮機網】西門子工業s*席執行官魯思沃認為，制造技術的大幅轉型，到現在這個時間點才得到高度重視，原因只有一個——數字化。他指出，對于很多專家來說，工業4.0應該是代表著第四次工業革命，大數據、云計算以及物聯網都會用到第四次工業革命當中。但是，第四次工業革命的范圍又超過了這些技術本身。

　　計算能力、通信帶寬和數據存儲能力一直遵循摩爾定律，呈指數級增長，過去的限制因素不再是限制因素——今天，智能手機的計算能力相當于世紀之交時一臺大型機的計算能力。現在，設備和機器當中有越來越多的傳感器和通訊界面，機器之間的交互能力越來越強，物聯網不是未來，而是已經成為了現實。

　　過去，生產過程都是線性的，而現在，復雜網絡化的新型生產方式已經出現。產品的種類和型號越來越多，使用了大量數據。以z*數字化的工業之一——汽車工業為例，汽車的產品部類和型號在大增，而且人們都用數字化方式打造夢想之車，每個人都有自己喜歡的車輪、發動機、內飾、外飾等等配置。以新大眾高爾夫為例，可以產生數萬億種組合。客戶希望點一下鼠標，汽車就能夠交付上門。

　　在這樣的競爭環境下，必須要實現更加靈活的制造和生產。不僅僅要有數字化、軟件驅動的數據，還要把“現實制造”和“虛擬呈現”融合在一起。這里就不得不提一下產品生命周期軟件，其可以優化整個產品生命周期，從z*初的產品設計、生產規劃，一直到生產實施和服務于z*終用戶。

　　在產品設計時使用PLM(Product Lifecycle Management，產品生命周期管理)軟件，可以給生產者提供三維模型，還可以在虛擬工廠中分析和優化自動化的設計。這樣不僅節約原材料和資源，還可以節省大量的時間成本。

　　在生產規劃的時候，同樣需要仿真。PLM軟件可以讓你虛擬開發每個機床的生產過程，甚至還可以實現整套設備的仿真，這將創建一種全新的視角，幫助你進行創造。不管是什么樣的原樣機，如果不滿意，可以通過虛擬方式對它進行優化。這樣一來，無需再制造一個原樣機，把舊的和新的進行對比和改進。

　　上述想法在實際當中的應用如下：

　　比如柯馬上海工程有限公司，他們是從事各種汽車車身焊接工作的，也在使用西門子PLM軟件。借此，柯馬可以實現整個生產線的可視化，節省大量工程時間。另外，柯馬的用戶也可以在虛擬世界中，了解相應的車身焊接生產線的情況。

　　德國的Index公司同樣使用西門子的仿真軟件來生產。現實世界中，通常要花幾天時間才可以看到機床是否能正常使用，但是在仿真情況下，可以節省機床調試的時間。使用虛擬的機床，不僅可以用來幫助人員培訓、保護核心資產，還把運轉、操作的生產率提升了10%。

　　如果你是計算機游戲愛好者的話，這是一個相當令人感覺到振奮的消息。因為，PLM軟件可以幫助流程工業(比如在煉油廠或化工廠)實現三維可視化，使得培訓工作更加輕松。使用這個軟件，就像是玩電腦游戲一樣，可以把工廠以三維方式呈現出來，還可以修改這個工廠的數字化呈現，通過三維控制觀察工廠。

　　軟件、硬件的結合，還有另一個例子，就是華晨寶馬的沈陽鐵西工廠。這是q*z*先進的寶馬工廠之一，采用了全集成自動化(TIA)。華晨寶馬的多款產品可以在一條生產線上生產。比如說，同一車的不同車型可以在一條線上來生產，而且各種改型也可以在一條線上生產。

　　有了西門子LIS超寬帶實時定位識別系統的輔助，該廠的總裝車間取消了原來專門用于掃描車輛條形碼的工位。車輛每到一個工位，根據車型、車輛識別碼、車輛的不同配置，需要裝配的各種零件等信息會自動顯示在工位前方的操作屏上。一系列圖像化的指示將指導工人完成所有的操作，而不再是像過去那樣手上拿著紙質工作單或手冊。這樣，設備可用性達到了99%以上。

　　這樣一套節能增效的數字化工程，在安貝格能夠做到，在中國也可以。成都的西門子工業自動化生產研發基地，也是數字化企業的典范，和西門子在德國的安貝格電子制造工廠幾乎是雙胞胎，質量的一次通過率高達99.6%。PLM軟件能實現產品開發和生產領域的無縫對接，并且能進行虛擬仿真，把所有的信息同研發階段對接到生產線當中，實時對接，實時交互。

　　所有的這些例子是希望能夠幫助大家理解，今天有哪些已經成為可能?在朝向未來的旅程上走到了哪一步?將來還有哪些可能性?企業如何進入這樣的未來?在這兒，要講講面向未來的愿景——即將到來的工業4.0。

　　對于很多專家來說，工業4.0應該是代表著第四次工業革命，大數據、云計算以及物聯網都會用到第四次工業革命當中。但是，第四次工業革命的范圍又超過了這些技術本身。

　　在西門子看來，工業4.0有三個支柱。

　　s*先，MES(制造執行系統)將會起到更加重要的作用。自動化層和MES之間的對接會變得更加重要、更加無縫化，而且能跨越企業實現柔性生產。所有的信息都要實時可用，為生產網絡化環節所用。

　　第二個環節的組成部分是虛擬與現實的結合，也就是產品設計以及工程當中的數字化世界和真實世界的融合。這得為了應對生產效率越來越高、產品周期越來越短、產品變形越來越多等方面的挑戰。

　　第三個支柱是信息物理融合系統。什么設備可以放到一個虛擬信息空間當中以及物理世界當中，稱之為信息物理融合系統。這些生產體系可以體現實實在在的既有物理工廠系統，也有在數字世界的仿真，z*終能夠實現生產過程的完全可控、可調。

　　但要達到這樣的狀態，還要花一些時間。工業4.0有一系列先決條件。比如說，新材料或者新生物技術材料的仿真，廠商和客戶的彼此了解，標準化指令系統的建設(詳見先進制造業微信9月日25《德國工業4.0|探訪工業4.0時代：西門子的“工業3.X”》)。這一切還任重道遠。

　　作為傳統的方式，有人看到庫存低了，就會拿起電話要求供應商補貨。但未來，你的MES系統會不斷跟蹤庫存量，一旦庫存達到了一定限值，會從你的ERP(企業資源計劃)系統發電子信息給供應商，中間沒有任何人為的干預。供應商是實體的供應商，你和他之間可以有非常好的供應條件，你可以通過EDI(Electronic Data Interchange，電子數據交換)的方式來實現所有管理。

　　對產品數字化的呈現，不僅限于商品，甚至商品當中非常復雜的部件也可以實現數字化呈現。ERP系統以及供應商可以計算所有成本，根據現有機器運轉情況去確定供貨z*大量是多少，或者z*優價格是什么，所有的這些都不需要你去參與和干涉。這個時候，你的ERP系統可以做出決策建議，讓你實現與供應商之間的z*佳交流。將來，我們肯定會更加依賴機器，因為機器上面有芯片，而芯片上所攜帶的算法能夠幫助它做出更加正確的決定。這是工業4.0從愿景到現實的第一步。

　　第二步是虛擬與現實的融合，基于共同的數字化企業平臺進行產品的設計和生產工程的集成，包括剛才提到的所有設計和規劃等軟件。

　　第三步是信息物理融合系統，要實現柔性的制造和生產，縮短產品上市的時間。現在大家都在用即插即用的方式了，就像你買一個新的打印機，把它插在筆記本電腦上就能用。當一個機器人進入到了生產網絡和系統，也可以擁有即插即用的能力，我們能做到這一點嗎?還沒有。現在，機器人比筆記本電腦或者打印機還是復雜得多，我們正在朝著這個方向努力。

　　工業4.0，不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。必須放棄孤島式的想法，為變革做好準備，要在產品設計以及生產規劃方面都做好準備。任何一個公司或者任何一個國家單打獨斗都不可能改變q*制造業，這就需要大家進行協作。各個企業、各個學科、各個行業都要來進行合作。

　　將來，如果你只能看到庫存少了，然后拿起電話給供應商打電話，那你可能很快會丟掉工作。你必須不斷學習，去了解如何創造新的過程。將來，工廠并不會沒有人，因為人是非常有創造性的，能夠創造產品和整個生產的過程。但是，如果你的貢獻只是做一道算術題的話，將來你的工作可能會受到來自于芯片的挑戰。

　　我還想再次強調，沒有任何一個工廠是不需要人運行的，人是非常重要的。需要有人，才能參與到各個過程當中，要讓人來使用這些軟件，要讓人教會機器來運轉。只有這樣，機器才會按照人的想法進行運轉，制造才會更快、更高效，這是制造系統應該去遵循的原則。