与德国品质跳一场华尔兹--西门子高效成就生产力德国之旅

西门子高效成就生产力德国之旅

作者:张柳 文章来源:MM《现代制造》 发布时间:2013-05-27
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1847年是一个伟大的年份,这一年,世界上著名的科学家托马斯·阿尔瓦·爱迪生诞生;也是这一年,西门子公司正式成立.

1847年是一个伟大的年份,这一年,世界上著名的科学家托马斯·阿尔瓦·爱迪生诞生;也是这一年,西门子公司正式成立。经历了160多年的发展,西门子始终是“备受全球用户推崇和尊敬的全球领先供应商”。2013年4月7~13日,受西门子的诚挚邀请,我有幸来到德国,真正近距离地深入了解这家国际化企业的历史、文化、技术、服务,一探其百年风采长盛不衰之究竟。

如果让我形容一下此次德国之旅,脑海中首先浮现的词汇便是“华尔兹”! 欣赏过华尔兹的人,一定会为其优雅大方又华丽多姿的魅力而倾倒;华尔兹也因其庄重典雅、飘逸欲仙的独特风韵而享有“舞中之后”的美称。西门子本身就是严谨与高雅的完美融合,可以称之为德国品质的化身,我深深陶醉于德国风情及西门子所展示的独特的品质风采,就像享受了一场完美的华尔兹!

精彩的西门子“高效成就生产力”旅程持续一周,从德国首都柏林一路南下,途径汉诺威、沃尔夫斯堡、爱尔兰根、安贝格,最终到达慕尼黑,行程紧凑而丰富。四月的德国依然清冷,草木还未完全泛绿,甚至有些地方积雪未化,但这丝毫不会降低世界上规模最大的工业技术博览会——德国汉诺威工业博览会的热度。在这个春寒料峭的时节,汉诺威工业博览会以其特有的热情和魅力吸引着全球的目光。

更上一层楼——高效成就生产力

西门子历来都是德国汉诺威工业博览会的闪光点,这点毋庸置疑!此次博览会,西门子以“更上一层楼——高效成就生产力”为主题盛装出席。在3000m2的展台上,产品设计、生产规划、生产工程、生产执行、服务五大区域突出展示了西门子的最新技术成就,包括创新性的工程软件平台TIA博途V12,新一代控制器Simatic S7-1500,智能化工业自动化解决方案,以信息技术为基础的服务,以及提高整个价值链中能源效率的全集成驱动系统,现场随处可见参观者与西门子的工作人员进行沟通交流。


图1 西门子股份公司管理委员会成员、工业业务领域首席执行官鲁思沃博士

西门子股份公司管理委员会成员、工业业务领域首席执行官鲁思沃博士表示:“西门子在汉诺威工业博览会上所展出的创新技术涵盖了从产品设计、生产规划、生产工程到生产实施及服务的全过程,令用户的制造过程更加智能;帮助企业节省成本,加速产品上市时间,同时实现可持续发展的目标。”

若说在众多展示中备受瞩目的是哪一个,“好奇号”火星探测器模型当之无愧!这个完全按照实际登陆火星“好奇号”以比例缩小的模型,吸引了众多参观者驻足。据介绍,在“好奇号”的开发过程中,全程使用了西门子的产品生命周期管理软件(PLM),来进行数字化设计、模拟和虚拟组装。现场展示得到了观众们对西门子强大的工业IT与软件实力的高度认可。

让我颇为感兴趣的,是西门子公司与德国弗劳恩霍夫研究院以及大众汽车公司的联合展示:几台机器人正在汽车生产线上忙碌着,通过西门子的PLM进行虚拟生产规划,将机器人搬运组装汽车零部件的相关过程信息记录下来并进行分析,对机器人的工作路径进行优化,节省不必要的动作,从而可以降低生产线上的机器人的能耗高达50%,并且实现在产品设计开发过程中的成本最小化。类似这样的展示还有很多,几乎每项技术与产品,都采用模拟实际工作的形式来进行演示,生动易懂。西门子就是以这种全面且多样化的方式,向参观者们形象清晰地传递着“高效成就生产力”。


图2 “好奇号”火星探测器模型

阔步迈进“工业4.0”时代

借助汉诺威工业博览会,西门子还奏响了“工业4.0”的强音,展示了如何通过世界领先的科技与创新帮助制造业应对今天的挑战,及如何打造未来制造业的发展模式。“工业4.0”的目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式,这将改变整个生产技术的应用,系统将变得更加智能,联网更加紧密,不同组件之间可以相互沟通,工作效率更高且反应更加迅速。

继蒸汽机的发明、大规模生产和自动化之后,“工业4.0”被称为“第四次工业革命”——鲁思沃博士对于这一点毫不怀疑。在汉诺威工业博览会上,他发言道:“当今的制造业和生产技术领域的变化巨大且快速。今天,信息技术不断突破、工业技术日益融合等越来越成为趋势。未来的产品生产过程会自动完成,自动化技术将从局部走向完整。若干年后,我们再回过头来看今天,基于信息技术下的‘人’、‘产品’与‘机器’之间的互动,将是一场真正的工业革命。”

西门子早在1996年就提出了“全集成自动化(TIA)”概念,利用工业信息技术(IT)和软件建立起硬件之间的沟通和互联以及信息的统一集成,至今已经有17年,而这些年的实践成为了其如今自如践行“工业4.0”的坚强后盾。据预测,工业IT与软件市场在未来几年将以年均8%的速度增长,增长速度将是西门子工业业务领域相关总体市场的两倍。为此,西门子加强创新,扩大其在该领域的领导地位。鲁思沃博士谈到这一点时表示:“要实现‘工业4.0’,还有很长的路要走,但今天的西门子已经为实现这一目标奠定了扎实的基础。创新的工业IT及软件在此发挥了决定性的作用,使产品开发和生产得以集成和协同,为全面优化产品开发和生产过程创造了条件。从最早的程控自动化模块,到如今的PLM、TIA博途,西门子始终在追求虚拟与现实的开发和生产之间的相互融合,帮助企业提高灵活性和竞争力。自2007年以来,我们已投资了40多亿欧元进行多项战略并购,以加强我们在工业IT和工业软件方面的能力。”


图3 通过西门子的PLM进行虚拟生产规划,对机器人的工作路径进行优化,从而可以降低生产线上的机器人的能耗高达50%

在中国 为中国

早在几年前,温家宝总理在视察西门子电气传动有限公司时就曾说过:“西门子是一家中国企业。”这句话也成为西门子每每谈及在中国的发展时必然提到的话题,是对西门子多年来为中国用户和市场所做出的贡献的肯定。

在汉诺威工业博览会这个全球化工业平台上,西门子通过举办“中国工业日”活动,更进一步拉近了与中国用户的距离,彰显了其关注中国制造业、助力中国工业发展的决心与信心。今年恰逢“中国工业日”举办的第五届,西门子向来自中国的近200名参观者展示了其世界领先的技术与创新科技。

在西门子展位上,西门子管理层热情地接待了来自中国的知名生产制造企业代表、业内专家及媒体。西门子(中国)有限公司执行副总裁兼西门子东北亚区工业业务领域总裁吴和乐博士表示:“汉诺威博览会不仅为工业企业搭建了一个信息交流与分享的绝佳平台,西门子也藉此契机展示了全球领先的科技与解决方案。作为值得信赖的业务与技术伙伴,西门子愿同中国用户一起,为提升中国制造业的核心竞争力而努力。”

当吴和乐博士用中国话向在场来宾说出“更上一层楼”的时候,博得了现场的热烈掌声。尽管他的中国话并不标准,但这丝毫不影响来宾们从其认真的语气中所感受到的对于中国的重视。这样的举动让现场的中国观众感受到,西门子一直在努力,用切实的行动来践行“助力中国制造业提升核心竞争力”。


图4 西门子(中国)有限公司执行副总裁兼西门子东北亚区工业业务领域总裁吴和乐博士

从进入中国至今,西门子始终在深切关注着中国制造业的每一步发展,并一直是中国制造业最为有力的合作伙伴之一。“西门子一直非常看好中国市场的发展潜力,”鲁思沃博士强调,“中国的经济增长速度正在以超乎想象的速度发展,中国的制造业厂商也能够生产出更多高复杂性的产品,中国正在努力缩短同世界高端制造业强国的差距。而中国的制造业要转向高端,是需要一些拥有全球高新技术的企业来协助的,这就为像西门子这样的企业提供了很好的机遇。”从汉诺威博览会上就可以看出,西门子不仅有良好的意愿,更有非凡的实力,助力中国制造业不断向前迈进。

恒久品质与持续创新的完美融合

此次德国之旅的最大感触,还是西门子所展示的恒久的德国品质与不竭的创新动力。在西门子著名的爱尔兰根“F80”工厂和安贝格工厂,如何成就高品质以及创新的不竭之源被淋漓尽致地展现出来。

“F80”在西门子内部是非常有名的“代号”,是西门子工业业务领域运动控制部和电动汽车部的工厂。在那里我看到,CNC系统Sinumerik和运动控制系统Simotion生产线几乎都在紧张地工作着,但工厂内依然干净整洁并且没有恼人的噪声。从核心的PCB的生产,到检测、装配,再到产品包装、存储……一系列工序井然有序,每个过程都能够实现顺畅的衔接,人和机械手能够实现最大程度的协调工作。例如在装配环节能够实现可视化,通过电脑显示,每个步骤应该完成的工作一目了然,即使员工轮换工作,对于工厂生产全局也能够有直观的了解。我观察到这样一个细节:装配工作台融入人性化设计,高度可依据工作者身材调整,降低员工的受伤几率,比传统工作单元舒适方便;当需要人工紧固螺丝的时候,移动悬挂的电动螺丝钳帮助员工无需费力即可拧紧螺丝,即使是女性工作者也可以轻松快速地完成这项工作。现场工作人员解释,这样做不仅仅出于人性化的考虑,更可以保证每个螺丝受力均匀,从而使得生产出来的产品都具有统一的质量。

这家工厂的组装工作与补货配货工作是严格分开的。工厂内始终有专人巡视负责补充原料,这使得每个员工可以更为专注的工作。可以看到,产品被源源不断地生产出来,然而现场却并没有看到大量的原料存储空间。工作人员表示,现场的存储空间被设计为只能容纳约10个存储盒的大小,通过专门的看板系统,可以随时进行补充,不必担心影响生产进度;节省了空间,避免了不必要的浪费。所谓德国品质,不仅指的是所生产出来的产品,而这种始终贯穿于生产过程的严谨作风以及处处闪耀的管理智慧,亦是德国品质的有力体现。


图5 西门子科技体验中心(TAC)的起重中心

多年来,西门子能够保持绝对的竞争力,除了其产品具有一如既往的高品质,更因为西门子富有源源不断的创新能力。此次,我有幸走进西门子科技体验中心(TAC),一探其创新之源泉。在起重中心,一个有关解决起重机悬臂晃动的技术研发深深吸引了我。现场研发工程师介绍,为了防止由于搬运物体过重而导致的起重机悬臂晃动,以前传统的方式是在悬臂的另一侧配重,这种方法虽然有效,然而会造成起重机笨重而且耗费成本。如今,西门子仅用一种特殊结构的线性电机就解决了这个难题,方法之巧让人不由得称奇——仅需在起重机底部安装一台西门子特别设计的线性电机,就可以有效控制悬臂晃动。

以前30t的配重也许只能减缓10%的晃动;而采用西门子的技术,仅需5t的电机,即可实现减缓75%的晃动。现场有一台缩小比例的模拟设备,可以亲身体验采用这种方式的效果:用手晃动起重机,在西门子的线性电机工作之后,即使再用力,起重机晃动也明显减少,甚至几乎纹丝不动。如果不是亲眼所见,很难想象在这样一间看似普通的房间中,西门子就这样巧妙地化解了一个工业领域的技术难题。据介绍,西门子每年都会有逾8000个专利产生,TAC还有很多这样普通的房间,但是每年都会产生足以影响制造业的新技术。我想,这也是西门子所吸引人的一个地方:往往看起来平凡的外表下会爆发出不可思议的创新力量!创新已经成为西门子发展的不竭驱动力!

在西门子多年的技术进程中,智能化始终是一个重要的发展方向。而要想实现智能化,必须建立在数字化的基础上。若论世界上首屈一指的数字化工厂,恐怕非西门子安贝格工厂莫属。作为全球最为著名的PLC工厂,安贝格工厂真正实现了“用SIMATIC生产SIMATIC”,超过1000个SIMATIC应用于工厂中,通过控制流程保证产品的高质量,并使得逾75%的生产制造和物料传输过程实现了自动化。工厂中的各个环节,包括生产、设计、物流、管理等,每个节点都设有数据监测,都能够实现顺畅的无缝链接。现场工作人员介绍,每天有超过1500万个过程数据被收集起来,通过人机界面来告知工作人员问题所在,需要进行哪些改进,实现了人机互动。并且,每台设备都设有数据库,中央系统可以将数据库集成为一个整体数据库,这样能够从整体上使得所有信息透明化,拓展工厂的灵活性和延展性。

在安贝格工厂,能够看到世界上速度最快的PCB表面贴装生产线,每小时可以完成10万个电路板贴装工作。每个产品都拥有自己的条形码,每个数据都被收集监测,生产线基本实现全自动化,只有很少的工作人员参与其中,生产过程被有效地管理起来。可以说,正是凭借卓越的数字化管理,才能够实现如此高效的生产。

为了达到高效的生产,完善的工厂环境以及物流设施也是必不可少的。工作人员表示,现场有25%的设备需要不时移动到不同生产线上以完成多样化的工作,这就对设备的线缆布置提出了很高的要求。安贝格工厂将线缆都设计在地下,这样在生产需要时只需移动设备即可,接线过程迅速且安全。物流分拣系统同样设置在地下,升降梯负责将生产好的产品运送到地下,生产所需的物料也从地下运输上来。可以看到,所有的产品都像坐过山车一样通过很长的“高速通道”运输,设计独具匠心。更为值得一提的是,为了让工作环境更为舒适,工厂地下都设有冷却通风系统,地面设有通风口,建筑立柱上还设有废气排放口,这些细致周到的考虑都使得工厂更具有人性化和可持续性。在安贝格,西门子一直推崇的“数字化工厂”理念被完美地体现出来,而正是这些富有智慧和想象力的设计,使得实现自动化的梦想成为了现实。

历史的积淀与传承

德国之旅的第一天,我们一行记者在柏林参观了西门子城;而旅程的最后一站,我们又来到了位于慕尼黑的西门子总部。我们就这样踏循着西门子的足迹,感受着西门子百年历史的积淀与精髓。

走在偌大的西门子城里,我感受着西门子历史的厚重感,在这里,随处可见的工厂、设备都经历了百年的岁月洗礼,见证着西门子一代又一代的革新。从第一台指针式电报机,西门子所涉及的领域并非只有我熟悉的工业自动化,大到航天、轨道交通、汽车,小到医疗、供电设备,西门子都有所成就。站在钟楼顶端俯瞰西门子城,仍旧可以感受到西门子百年以前在这里所创造的繁荣与强盛。

在西门子总部,朴素的陈列让参观者一眼就可以记住西门子的四大业务领域:工业、能源、医疗、基础设施与城市。在这里,西门子的历史与创新被简单而深刻地展示出来。在我看来,西门子之所以能够保持百年长盛不衰,其深厚的历史积淀是多年发展中一笔享用不尽的财富。这种历史的积淀不仅体现在建筑、设备上,更体现在企业的发展理念上。例如节能降耗,例如人性化设计,这些并不是刻意而为,而是已经随着西门子的发展融入到企业文化中,成为其不可分割的一部分。经历了百年发展,西门子的业务已经更为全面和完善。几乎在德国的每个地方,都能感受到西门子所留下的历史痕迹。这家百年企业的历史积淀足以让当代人仰望,作为这段历史的创造者和传承者,西门子还在续写辉煌!

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