西門子CPU224XPCN 西門子CPU224XPCN
自古以來，有著“天府之國”美譽(yù)的成都就是個(gè)享受安逸生活的好地方。安逸的生活也許是一眾好友相邀打上一局酣暢淋漓的，或三五成群在寬窄巷子的燈影交錯(cuò)間對飲一杯清茶。然而在安逸之外，成都也不斷發(fā)生著變化，國家“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略啟動(dòng)后的十余年間，它已成長為地區(qū)生產(chǎn)總值近萬億元的經(jīng)濟(jì)強(qiáng)市。據(jù)統(tǒng)計(jì)，已有200余家世界500強(qiáng)企業(yè)在成都落戶，制造業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)的崛起為這座城市增添了科技的標(biāo)簽。
陜西省西門子辦事
在這座快速發(fā)展的城市中感受到科技為工業(yè)帶來的變化并不難。在成都高新西區(qū)，有一座看起來“不起眼”的工廠。它外觀低調(diào)樸素，內(nèi)部卻隱藏著巨大。全廠內(nèi)實(shí)現(xiàn)了從管理、產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)到物流配送全過程的數(shù)字化, 并且通過信息技術(shù)，與德國生產(chǎn)基地和美國的研發(fā)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)互聯(lián)。它是一個(gè)完整的數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)——西門子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品成都生產(chǎn)研發(fā)基地（以下簡稱“西門子成都工廠”）。
說起“數(shù)字化”，其實(shí)并不難理解。在西門子成都工廠研發(fā)生產(chǎn)一件新產(chǎn)品，它都會(huì)擁有自己的數(shù)據(jù)信息。這些數(shù)據(jù)信息在研發(fā)、生產(chǎn)、物流的各個(gè)環(huán)節(jié)中被不斷豐富，實(shí)時(shí)保存在一個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)中。而這座工廠的運(yùn)行，都是基于這些數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，ERP、PLM（產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)）、MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）、控制系統(tǒng)及供應(yīng)鏈管理，全部實(shí)現(xiàn)了無縫的信息互聯(lián)，從而造就出了一幅透明工廠的畫面。
更精彩的是，這個(gè)工廠的絕大多數(shù)技術(shù)來自西門子自身，可謂一座“自己生產(chǎn)自己”的工廠。
數(shù)字化研發(fā)：協(xié)同快速
成都工廠承擔(dān)著西門子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品研發(fā)的角色。之所以能勝任，與NX及Teamcenter等西門子PLM數(shù)字化解決方案的全面應(yīng)用不無關(guān)系。研發(fā)也是數(shù)字化工廠“數(shù)據(jù)鏈條”的起點(diǎn)，由研發(fā)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將在工廠的各個(gè)系統(tǒng)間實(shí)時(shí)傳遞，數(shù)據(jù)的同步更新避免了傳統(tǒng)制造企業(yè)經(jīng)常出現(xiàn)的由于溝通不暢產(chǎn)生的差錯(cuò)，也使得工廠的效率大大提升。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于數(shù)字化工廠協(xié)同快速的研發(fā)，可將產(chǎn)品的上市時(shí)間縮短50%。
由西門子成都工廠研發(fā)的新產(chǎn)品誕生于西門子PLM的產(chǎn)品開發(fā)解決方案NX軟件。它支持產(chǎn)品開發(fā)中從設(shè)計(jì)到工程和制造的各個(gè)方面，并集成了多學(xué)科仿真，還能夠提供全系列零部件制造應(yīng)用的解決方案，這是其他計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件所無法實(shí)現(xiàn)的。研發(fā)部門的工程師們可以通過NX軟件進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，還可以在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行模擬組裝，真正實(shí)現(xiàn)“可見即可得”。由于NX軟件的應(yīng)用而實(shí)現(xiàn)的數(shù)字化設(shè)計(jì)，可以大大縮短產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到分析的迭代周期，也減少了多達(dá)90%的編程時(shí)間。產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間也就相應(yīng)縮短了。
在NX軟件中完成設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，都會(huì)帶著專屬于自己的數(shù)據(jù)信息繼續(xù)“生產(chǎn)旅程”。這些數(shù)據(jù)一方面通過CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)）向生產(chǎn)線上傳遞，為完成接下來的制造過程做準(zhǔn)備，另一方面也被同時(shí)“寫”進(jìn)數(shù)字化工廠的數(shù)據(jù)中心——Teamcenter軟件中，供質(zhì)量、采購和物流等部門共享。采購部門會(huì)依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行零部件的采購，質(zhì)量部門會(huì)依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行驗(yàn)收，物流部門則是依據(jù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行零部件的確認(rèn)。
共享的數(shù)據(jù)庫是Teamcenter的大特點(diǎn)。當(dāng)質(zhì)量、采購、物流等不同部門調(diào)用數(shù)據(jù)時(shí)，他們使用的是共享的文檔庫，并且通過主干快速地連接到各責(zé)任方。即使數(shù)據(jù)發(fā)生更新，不同的部門也都能*時(shí)間得到的數(shù)據(jù)，這就使得西門子成都工廠研發(fā)團(tuán)隊(duì)的工作量變得簡單、了許多，避免了傳統(tǒng)研發(fā)制造企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)或不同部門之間由于數(shù)據(jù)平臺(tái)不同造成的信息傳輸壁壘。
數(shù)字化生產(chǎn)：輕松
王云龍畢業(yè)于成都某院校的電子信息專業(yè)，是西門子成都工廠PLC（可編程控制器）裝配工位上的一名普通員工。對比身邊的大多數(shù)同事來說，他還算個(gè)新人，但這份工作對于他來說并不復(fù)雜，得益于西門子數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)的，將枯燥的制造生產(chǎn)變得輕松。
每天由西門子MES系統(tǒng)生成的電子任務(wù)單都會(huì)顯示在王云龍工作臺(tái)前方的電腦顯示屏上，實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換間隔小于1秒，這就意味著他隨時(shí)可以看到的版本。西門子MES系統(tǒng)SIMATIC IT包攬了傳統(tǒng)制造企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度的職能。沒有了人工抄寫的任務(wù)單，省去了不同產(chǎn)線交流的復(fù)雜環(huán)節(jié)。生產(chǎn)訂單由MES統(tǒng)一下達(dá)，在與ERP系統(tǒng)高度的集成之下，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃、物料管理等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送。此外，SIMATIC IT還集成了工廠信息管理、生產(chǎn)維護(hù)管理、物料追溯和管理、設(shè)備管理、品質(zhì)管理、制造KPI分析等多種功能，可以保證工廠管理與生產(chǎn)的高度協(xié)同。
在王云龍的工作臺(tái)上有5個(gè)不同的零件盒，每個(gè)零件盒上都配有指示燈。當(dāng)自動(dòng)引導(dǎo)小車送來一款待裝配的產(chǎn)品時(shí)，電腦顯示屏上會(huì)出現(xiàn)它的信息，相應(yīng)所需零件盒上的指示燈亮起，王云龍就知道該安裝什么零件了。這是由于傳感器掃描了產(chǎn)品的條碼信息，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)搅薓ES系統(tǒng)，MES系統(tǒng)再通過與西門子TIA（全集成自動(dòng)化系統(tǒng)）的互聯(lián)操縱零件盒指示燈，從而代替人完成了思考的過程。這種設(shè)計(jì)可以滿足自動(dòng)化產(chǎn)品“柔性”生產(chǎn)的需求（即在一條生產(chǎn)線上同時(shí)生產(chǎn)多種產(chǎn)品），有了指示燈的幫助，即使換另外一種產(chǎn)品王云龍也不會(huì)怕裝錯(cuò)零件了。
西門子全集成自動(dòng)化解決方案（TIA）在很大程度上替代了人類的大腦、視覺和手臂。西門子用可編程控制器（PLC）來引導(dǎo)生產(chǎn)流程，用視覺系統(tǒng)來識(shí)別質(zhì)量、用自動(dòng)引導(dǎo)小車來傳遞產(chǎn)品。通過PROFINET現(xiàn)場總線連接并傳送數(shù)據(jù)，不僅使人的工作變輕松了，更能確保生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的可靠、靈活與。
西門子成都工廠總Andreas Bukenberger針對生產(chǎn)給出了具體的數(shù)字：“成都工廠產(chǎn)品的一次通過率（FPY）可達(dá)到99%以上。”
王云龍確認(rèn)了他裝配好的產(chǎn)品，按下工作臺(tái)上的一個(gè)按鈕，自動(dòng)化流水線上的傳感器就會(huì)掃描產(chǎn)品的條碼信息，記錄它在這個(gè)工位的數(shù)據(jù)。MES系統(tǒng)SIMATIC IT將以該數(shù)據(jù)作為判斷基礎(chǔ)，向控制系統(tǒng)下達(dá)指令，指揮小車將它送去下一個(gè)目的地。”
在到達(dá)下一個(gè)工序前，產(chǎn)品要通過“嚴(yán)格”的檢驗(yàn)程序，以可編程控制器（PLC）產(chǎn)品為例，在整個(gè)生產(chǎn)過程中針對該類產(chǎn)品的質(zhì)量檢測節(jié)點(diǎn)就超過20個(gè)。視覺檢測是數(shù)字化工廠*的質(zhì)量檢測方法，相機(jī)會(huì)拍下產(chǎn)品的圖像與Teamcenter數(shù)據(jù)平臺(tái)中的正確圖像作比對，一點(diǎn)小小的瑕疵都逃不過SIMATIC IT品質(zhì)管理模塊的“眼睛”。對比傳統(tǒng)制造企業(yè)的人工抽檢，這顯然要可靠又快速得多。”
在經(jīng)過多次裝配并接受過多道質(zhì)量檢測后，成品將被送到包裝工位。再經(jīng)過人工包裝、裝箱等環(huán)節(jié)，一箱包裝好的自動(dòng)化產(chǎn)品就會(huì)通過升降梯和傳送帶被自動(dòng)運(yùn)達(dá)物流中心或立體倉庫。”
這樣一個(gè)完整的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在傳統(tǒng)的制造企業(yè)要通過幾十甚*百人的手去完成，而在西門子成都工廠的車間內(nèi)，卻看不見密集的流水線員工，大多數(shù)的工序都是自動(dòng)完成的。”
利用西門子PLM和MES的信息互聯(lián)，西門子還可以根據(jù)物料儲(chǔ)備、交貨時(shí)間等信息，在的工廠之間實(shí)時(shí)調(diào)配生產(chǎn)計(jì)劃，以達(dá)到資源利用和物料配送的組合。”
Bukenberger說：“應(yīng)用了西門子數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)解決方案的成都工廠與西門子在中國的其他工廠比較，產(chǎn)品的交貨時(shí)間縮短了50%。”而西門子成都工廠的姊妹工廠——西門子德國安貝格電子制造工廠（EWA）目前可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)零部件100萬件，即平均1秒生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品，未來的成都工廠將有望沖擊這一紀(jì)錄。”
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