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自2010年開始，中國制造業產業變革的呼聲日益高漲，無論從產業自身的升級，還是中國整體經濟進一步發展的角度來說，中國制造業的變革已經成為中國乃至全球關注的焦點。與此同時，“工業4.0”也迅速成為了熱點話題。雖然這一概念最早源于德國，但它對于工業發展4個階段的定義，獲得了業界的廣泛認可， “工業4.0”也因此成為了一個清晰可見的共同發展方向——工業發展至第4階段，將是數字化、互聯化、物聯化、智能化的集大成之作，無論是德國，還是中國，亦或是美國，均將向這一目標邁進，所不同的將是具體的技術路徑與執行體系。在這一背景下，中國政府于2015年5月8日正式發布《中國制造2025》戰略，而“工業4.0”的核心目標則成為它的一個重要基礎。

雖然基于“工業4.0”所描繪的遠景日漸清晰，但對于當前自動化基礎參差不齊的中國制造業來說，顯然實現這樣的目標不是能一蹴而就的事情，如何探索出一條適合自身的轉型升級之路成為關鍵所在。作為推動工業生產過程電氣化、自動化和數字化發展的全球領先專業廠商，西門子為中國工業企業指明了實現“工業4.0”的切實之路。西門子（中國）有限公司執行副總裁、數字化工廠集團總經理王海濱表示，對于中國制造業來說，當前所面臨的重要挑戰是提升生產效率、增加制造的靈活性、以及縮短產品上市時間，而實現這一目標的必由之路便是工業數字化。

西門子成都工廠內景

四大支柱支撐數字化企業理念

所謂“數字化”，其實不難理解。在數字化企業中，數字化工具嵌入到產品設計、研發、生產規劃、生產工程、生產實施以及服務的整個價值鏈，給制造業帶來了巨大的變化。這里的每件產品都有自己的數據信息，貫穿研發、生產、物流的各個環節，實時保存在數據平臺中。而工廠的運行，正是基于這些數據和貫穿產業鏈各環節的控制、 管理系統，實現了無縫的信息互聯，打造出了所謂的“透明工廠”。

西門子一直致力于幫助中國客戶打造數字化企業，為中國工業的數字化之路保駕護航。結合中國制造業企業不同發展層次并存的現狀，西門子的數字化企業理念提供了相互支撐的四大支柱：建設數字化企業的起點及基礎是數據的統一存儲與管理系統。要使整個價值鏈數字化，則需要應用全面的工業軟件套件。西門子針對離散行業的數字化企業軟件套件以集成化合作平臺Teamcenter為基礎，融合了產品生命周期管理軟件（PLM）、制造執行系統（MES）與全集成自動化（TIA）。在工業通訊方面，需要部署通訊網絡以保證數據的收集和傳輸能夠在企業之間、生產設施以及車間設備之間實現端到端的通訊。西門子能夠提供全系列的工業通訊網絡產品。生產型企業應該采取措施以保證在工業環境下工廠和網絡的安全以及系統的完整性，而西門子的“縱深防御”理念涵蓋了工廠安全、網絡安全以及系統完整性。以特定行業的專業知識為基礎提供基于數據的、數字化的增值服務，西門子提供了一系列基于數據的工業服務。

在剛剛結束的2015德國紐倫堡國際電氣自動化系統及元器件展會（SPS IPC Drives）上，西門子以“邁向工業4.0—引領數字化企業進程”為主題，聚焦涉及整個工業價值鏈各環節的硬件、軟件與服務的交互，全面展示實現工業生產過程數字化改造所需的四大支柱：軟件、通訊解決方案、安全概念和解決方案以及數字化服務。

此次展會的展臺經理Heinz Eisenbeiss在展前新聞發布會上指出：“我們的目標是加強客戶的競爭地位，幫助他們更快速、更靈活、更智能地開展生產。我們當前所處階段的特點是，傳統的自動化技術在數字化日益強大的影響之下快速發展，而數字化是‘工業4.0’愿景的核心。”Eisenbeiss認為，支持客戶投資面向未來的解決方案以確保逐步實現“工業4.0”所需的所有核心要素，均已被西門子產品系列所囊括。

此次展會上，除了產品和解決方案的集中展示，西門子以實際解決方案形式的特別展示讓參觀者對于數字化企業有了更為直觀的感受。西門子與費斯托公司聯合開發的用于包裝及灌裝機的多搬運器系統。通過利用博途（TIA Portal）進行仿真和下游工程設計，能進行高度靈活的貨物運輸，實現最大限度的個性化。通過連接到云，該系統產生的所有生產數據均可在運行時進行無縫跟蹤和實時監控。憑借這種能力，該展示成為從工程設計到實際運行全面實現機器制造數字化的典范。展示的另一個成功案例是如今配電如何集成于實際運行的數字化工業生產過程。通過利用Sivacon sicube 8MF1系列控制柜模型，參觀者可以體驗“數字化雙胞胎”如何將虛擬控制柜設計與實際的生產自動化結合起來。這里的配電集成于數字化環境是在三個層面進行的：集成于融合大量軟件和數據的自動化工程過程，通過具備通訊能力的設備和開放接口集成于工業自動化，以及集成于使用能源數據測量系統、組件和軟件的綜合能源效率概念。

以實踐夯實數字化企業

作為全球電氣及自動化領域的領頭羊，西門子對于數字化企業理念的探索和踐行一直“快人一步”。建于1989年的西門子德國安貝格電子制造工廠是西門子打造數字化企業的第一個成功樣本，正是由這家工廠探索出其從傳統制造向數字制造轉型的技術線路。而2013年落成的西門子成都工廠更成為西門子在中國打造的第一座真正意義上的數字化工廠。其實現了從產品設計到制造過程的高度數字化和互聯，通過在整個價值鏈中集成IT系統應用，實現包括設計、生產、物流、市場和銷售等所有環節在內的高度復雜的全生命周期的自動化控制和管理。成都工廠以突出的數字化、自動化、綠色化、虛擬化等特征定義了現代工業生產的可持續發展，是“數字化企業”中的典范。

而隨著中國制造業轉型升級的深入發展，西門子的數字化企業理念日漸被中國制造業用戶所接受，迎來越來越多的“用武之地”。

百威英博（ABInBev）是全球領先的啤酒生產商。在中國，百威英博擁有40多家啤酒工廠，遍布湖北、黑龍江、福建等10多個省區。武漢工廠是百威英博在中國的標桿企業。為了滿足不斷增長的市場需求，百威英博武漢工廠在2012年6月開始對糖化、發酵和過濾車間原有的17臺上位機中的西門子BRAUMAT軟件升級至更新的版本，并且發酵工段的4臺S5 CPU也升級至S7。緊接著，工廠開始建設新的糖化和發酵生產線，并全部使用BRAUMAT過程控制系統。BRAUMAT是西門子專門面向食品飲料等過程行業開發的全集成控制系統。它具有強大的批次管理和配方管理功能。自1977年推向市場以來，全球已有數以百計的啤酒廠利用BRAUMAT來控制其釀酒工藝。

品質保障，最重要的是在于工藝控制的穩定性。在糖化和發酵過程中，時間、溫度、壓力、濃度、電導率等眾多參數都需要精確、穩定地進行控制。通過生產過程的標準化，配方參數控制方式和時間順序優化，BRAUMAT能確保產品質量的高度穩定。此外BRAUMAT還大大提高了操作效率，在操作員人數不變的情況下，仍然能夠滿足新增生產線的運行需求。利用BRAUMAT完善的批次報表功能，以及趨勢和報警記錄、操作記錄系統，各生產訂單及其完整配方，以及工序等相關數據都能全部記錄和歸檔。這樣工廠可以從任何的最終產品追溯到整個生產過程，為食品安全提供了保障。另外，BRAUMAT可記錄1年或多年來整個生產過程中所有設備的運行狀況，例如設備啟停和閥門開關次數，以及相應設備運行和閥門打開的時間。這給設備維修和更換提供了量化的依據。

西門子成都工廠輕松高效的數字化生產線

國內啤酒市場規模擴大的同時，消費者的口味也在不斷多樣化。百威英博武漢工廠面向整個中國市場，需要具有對多個產品系列的生產進行靈活安排和實施的能力。對于不同的產品需求，

BRAUMAT系統在其特有的配方/訂單管理系統中通過靈活、直觀的圖形化配方編輯和基于批次的訂單管理予以實現。工藝工程師可以方便地修改工藝參數、定制生產流程、調試和生產全新的產品。BRAUMAT為百威英博武漢工廠糖化和發酵車間提供了直觀易用的配方系統，并符合國際標準ISA-S88.01。操作員在控制室即可監控整個生產過程。配方系統采用圖形方式顯示各單元的狀態信息（如糖化鍋），操作更為簡單便捷。直觀高效的對話框輸入，極大簡化了操作步驟與配方添加。此外，簡單便捷的操作機制有效確保了工廠控制的高度安全。

通過系統升級和釀造擴建，該工廠的年產能從40萬噸大幅提高至80萬噸。2013年，百威英博對其全球200多家工廠進行評比，考核生產效率、質量、物流效率等指標，武漢工廠綜合排名第1。

2014年10月，在世界輪胎裝備制造領域占據領先地位的青島軟控股份有限公司率先開始在行業內踐行“數字化工廠”的概念，西門子作為軟控的戰略合作伙伴，全力支持軟控在輪胎行業的數字化制造業務，為其提供最新電氣化、自動化及數字化產品。

數字化工廠的基礎是要將工廠的現場數據、底層執行機構的信息采集上來，為控制層所用，繼而為企業管理層提供參考——這就是工廠大數據的特點。要達到數字化工廠的目標，就需升級現有通訊網絡。更穩定、更靈活、更高效、更開放的PROFINET完美地滿足這一需求。

西門子助力青島軟控打造數字化工廠

PROFINET是已經入選國家推薦標準的工業實時以太網。其具有強大的傳輸能力，從以往以KB/s為計算單位的傳輸提升到高達100MB/s，其高速數據傳輸的表現有利支持了工廠數字化的新要求；網絡更加靈活，支持多種拓撲結構，可以允許多種技術協議同時進行，還具有實時的無線通訊能力；克服了復雜的工廠環境下普遍存在的電磁干擾問題，在工業生產中，PROFINET小于1us的抖動精度，令數據的傳輸更加穩定，且時鐘頻率極為精準，增強了生產的確定性；通過PROFINET自帶的診斷功能，可以幫助用戶快速找尋到設備故障點，從而在設備出現問題之后進行維護，最大限度減少停機時間，將經濟損失降到最低；開放性大幅提升，從而成為可以無縫集成其他總線技術的新利器。

以PROFINET為樞紐，基于企業生產管理平臺的核心控制，數據的處理能力將得到盡情釋放，軟控的管理者完全可以對橡膠制造工廠進行遠程監控和預警；基于大數據、根據數據波動，設備具備自診斷功能，總是在將壞未壞之時發現問題，將其上報給服務方，工程技術人員可在遠程完成維修；設備在生產過程中，能夠進行生產的自糾正，通過自適應算法進行調整，提高生產的穩定性。

借助統一的PROFINET介質，不僅可以幫助軟控提高生產水平，而且可以完成企業的精益化管理。與此同時，軟控股份也在籌劃建設自己的數據中心。未來，通過PROFINET串聯，企業的生產管理平臺將實現統一的電子數據管理和信息集成，并與PLM、MES、ERP等系統對接，實現全制造環節的互聯互通，在生產與企業管理層面全面實現數字化。

西門子助力百威英博武漢工廠實現數字化生產

近日，西門子的“數字化企業”項目捷報頻傳。與中國本土工業機器人領導企業沈陽新松機器人自動化股份有限公司達成協議，雙方將在數字化制造領域建立戰略合作伙伴關系，西門子將全力支持新松在數字化制造方面的業務發展，為其提供最新的自動化、電氣化、數字化產品以及相關支持、培訓和售后服務；攜手國內最大的半潛式鉆井平臺制造基地煙臺中集來福士海洋工程有限公司共同打造的“DP3閉環數字實驗室”正式揭牌，并簽署新一階段戰略合作協議，將為其提供海洋鉆井行業最新、最高精尖的技術支持，以幫助其保持行業領先地位；全球領先的鋁合金汽車零配件制造商中信戴卡股份有限公司宣布西門子中標其美國有限公司的制造執行系統等數字制造解決方案。西門子將為中信戴卡提供打造數字化企業所必需的數字化企業軟件套件：以西門子集成化合作平臺Teamcenter為基礎，融合了產品生命周期管理軟件（PLM）、全集成自動化（TIA）與制造執行系統（MES），及相關的電氣及信息化工程服務和技術支持；與中國煤化工行業最大的技術服務供應商賽鼎工程有限公司簽訂戰略合作框架協議，雙方將強強聯手打造煤化工領域的“工業4.0”解決方案。西門子為過程工業所提供的從一體化工程到一體化運營的解決方案將在賽鼎得到全面應用，并為賽鼎的數字化之路保駕護航。

顯然，隨著2015年《中國制造2025》的正式發布，中國制造業的數字化進程已然提速，而西門子將成為中國制造業數字化發展之路的強大后盾。

摘自《自動化博覽》2016年1月刊