【儀表網(wǎng) 行業(yè)聚焦點(diǎn)】每一個(gè)關(guān)注制造業(yè)新動(dòng)態(tài)的人，想必都不會(huì)對(duì)“數(shù)字化制造”這一名詞感到陌生。但在國(guó)內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)企業(yè)中，究竟有沒(méi)有一個(gè)活生生的“數(shù)字化制造”的樣本呢？事實(shí)上，在大連高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，坐落著這樣一家工廠——西門子傳感器與通訊有限公司。從某種程度上講，這家工廠可以稱得上是西門子自身在打造“制造業(yè)的未來(lái)”這一愿景上，一個(gè)非常成功的成果。同時(shí)，它為當(dāng)前國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)推進(jìn)“數(shù)字化制造”，提供的具參照性的鮮活樣本。
西門子大連（SSCL）工廠成立于2006年、建筑面積約1.5萬(wàn)平方米的工廠，主要業(yè)務(wù)是生產(chǎn)制造工業(yè)過(guò)程儀器儀表，如流量計(jì)、壓力變送器、物位傳感器、動(dòng)態(tài)稱重產(chǎn)品等，這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于油氣、化工、電力、鋼鐵、醫(yī)藥等關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重要領(lǐng)域。不難發(fā)現(xiàn)，西門子大連工廠之所以能夠成為接近西門子“制造業(yè)的未來(lái)”愿景，與這家工廠在多個(gè)維度上的特點(diǎn)和需求密不可分。
首先，西門子大連工廠所生產(chǎn)的工業(yè)過(guò)程儀器儀表，是一類兼具高精度、高可靠性、高質(zhì)量等特點(diǎn)的產(chǎn)品。作為如此高要求產(chǎn)品的生產(chǎn)基地，對(duì)于在生產(chǎn)、物流、質(zhì)量控制等各個(gè)方面管控水平的提高，無(wú)疑具有非?，F(xiàn)實(shí)的需求。
其次，西門子大連工廠無(wú)論在設(shè)備、技術(shù)的先進(jìn)性上，還是在人員團(tuán)隊(duì)上，管理模式和操作模式都代表了西門子在中國(guó)地區(qū)的高水平之一。例如，到目前為止，西門子大口徑直徑達(dá)3米的流量計(jì)標(biāo)定現(xiàn)場(chǎng)就在這家工廠，其水準(zhǔn)可見一斑。這樣的基礎(chǔ)，也為工廠實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化工廠”創(chuàng)造出了良好的條件。
當(dāng)然，大連工廠迫切走向升級(jí)的根本推動(dòng)力，終還是來(lái)源于市場(chǎng)需求的轉(zhuǎn)變。隨著市場(chǎng)需求的不斷發(fā)展，過(guò)程儀器儀表這類產(chǎn)品在型號(hào)上越來(lái)越細(xì)化，要求在生產(chǎn)上滿足定制化、快速反應(yīng)、訂單拉動(dòng)式的生產(chǎn)模式。
西門子大連工廠總經(jīng)理高興寧（Grosch Christian）談到：“由于儀表的定制化需求特點(diǎn)非常明顯，大連工廠產(chǎn)品線經(jīng)過(guò)各種配置的組合變化，提供的全部產(chǎn)品配置可高達(dá)8400萬(wàn)種，如此可觀的產(chǎn)品細(xì)分差異，即使大連工廠已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)多年，仍然沒(méi)有把所有的產(chǎn)品序列全部生產(chǎn)過(guò)。而且在如此龐大的產(chǎn)品序列選項(xiàng)基礎(chǔ)上，每年仍會(huì)產(chǎn)生很多新的需求，這對(duì)于工廠的各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)提出挑戰(zhàn)。”
在這種趨勢(shì)下，大連工廠也迫切需要在生產(chǎn)人員編制、現(xiàn)有資源不變的情況下，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的柔性化和產(chǎn)能的倍增。由此，這家勇于成為產(chǎn)業(yè)升級(jí)工廠，正式拉開了以通訊與IT為途徑提升全廠價(jià)值的序幕。
多種通訊方式的交織共贏
我們常說(shuō)，工業(yè)通訊是貫穿于現(xiàn)代工廠各個(gè)環(huán)節(jié)的“神經(jīng)系統(tǒng)”。隨著當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)信息越來(lái)越多，工業(yè)通訊的穩(wěn)定性和靈活性就變得越發(fā)重要。西門子過(guò)程自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)工業(yè)通訊業(yè)務(wù)總經(jīng)理錢曉倫指出：“可以說(shuō)，一家企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)‘工業(yè)4.0’，就要首先實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化制造”，要首先實(shí)現(xiàn)‘工業(yè)通訊4.0’。工業(yè)通訊體系的升級(jí)，是整個(gè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化升級(jí)的先決條件和基礎(chǔ)。”
對(duì)于西門子大連工廠而言，要想實(shí)現(xiàn)“工業(yè)4.0”的遠(yuǎn)期目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化制造”是核心的步驟。打造一套的工業(yè)通訊架構(gòu)也成為了其升級(jí)的一個(gè)重要途徑。西門子功能靈活、性能穩(wěn)定可靠的SIMATIC工業(yè)識(shí)別技術(shù)（RFID），覆蓋全廠的SCALANCE工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和高可靠、高穩(wěn)定的SCALANCE工業(yè)有線網(wǎng)絡(luò)，無(wú)疑成為了大連工廠“工業(yè)通訊4.0”體系中大的三個(gè)亮點(diǎn)。
首先，SIMATICRFID系統(tǒng)的采用，大大改善了生產(chǎn)信息和物流信息追溯的狀況，有力實(shí)現(xiàn)了信息流與物質(zhì)流的實(shí)時(shí)同步。據(jù)了解，當(dāng)前大連工廠應(yīng)用的SIMATICRFID系統(tǒng)，可以對(duì)產(chǎn)品及其組件的全部在廠環(huán)節(jié)進(jìn)行各項(xiàng)信息的追蹤，貫穿全部20多個(gè)工序。形象一點(diǎn)地說(shuō)，產(chǎn)品在大連工廠途經(jīng)的任何一個(gè)環(huán)節(jié)中，其各項(xiàng)“身份”、“履歷”、“生涯規(guī)劃”等檔案信息將會(huì)藉由SIMATICRFID系統(tǒng)一路緊緊跟隨在其左右。
對(duì)此，高興寧指出，儀器儀表產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝非常復(fù)雜，包括高溫，高腐蝕的工藝環(huán)節(jié)，需要不受到這些因素影響的、可耐受極其惡劣工業(yè)環(huán)境條件的SIMATICRFID系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的追溯，而紙質(zhì)的條碼是無(wú)法經(jīng)過(guò)這些工藝考驗(yàn)的。而且SIMATICRFID標(biāo)簽可以按批次的循環(huán)使用，是一種既方便又經(jīng)濟(jì)的選擇。他談到：“SIMATICRFID的使用，一開始是先廣泛應(yīng)用在技術(shù)條件高的汽車制造業(yè)里，今天我們從汽車制造業(yè)借鑒這種有價(jià)值的技術(shù)，將其用于儀表生產(chǎn)中，也正是考慮到了儀表產(chǎn)品生產(chǎn)中在精密、多樣性、定制化和可追溯等方面的現(xiàn)實(shí)需求。”
負(fù)責(zé)工廠制造的經(jīng)理智新標(biāo)也談到：“傳統(tǒng)信息追蹤采用的紙質(zhì)單據(jù)，需要操作人員不斷地記錄、核對(duì)，不僅可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，而且一旦發(fā)生修改，很容易導(dǎo)致延遲甚至信息不對(duì)稱。而依靠SIMATICRFID這種工業(yè)識(shí)別技術(shù)，其數(shù)據(jù)源是統(tǒng)一的，無(wú)論是工序的傳遞還是信息的修改都是在系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)完成的，不會(huì)出現(xiàn)任何錯(cuò)誤。這種數(shù)據(jù)源統(tǒng)一的思想，也是智能工廠理念的一個(gè)重要體現(xiàn)。”當(dāng)然，據(jù)了解，在SSCL大連工廠中，并非所有的儀表生產(chǎn)線都采用了SIMATICRFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程信息可追溯，條碼識(shí)別、及個(gè)別環(huán)節(jié)的紙質(zhì)單據(jù)仍然存在。對(duì)于這個(gè)細(xì)節(jié)，智新標(biāo)道出的理由令人頗受啟發(fā)，他說(shuō)工廠采用SIMATICRFID是因?yàn)樗淖饔妹黠@，又不受工藝制約。而且有些外協(xié)的工藝，進(jìn)度、狀態(tài)追溯起來(lái)非常方便。但如果考慮到性價(jià)比，在一些產(chǎn)品工藝上，條碼的作用目前還是可以應(yīng)付的。長(zhǎng)期在生產(chǎn)一線負(fù)責(zé)的智新標(biāo)，能從生產(chǎn)需求的實(shí)際出發(fā)，并不一味地追求先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用，而是按需推進(jìn)技術(shù)升級(jí)。這是非常值得國(guó)內(nèi)工廠借鑒的務(wù)實(shí)的經(jīng)驗(yàn)。
而SCALANCE工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，同樣是西門子大連工廠的一個(gè)亮點(diǎn)。據(jù)了解，通過(guò)廣泛采用“AC 瘦AP”模式（即由SCALANCE無(wú)線局域網(wǎng)控制器對(duì)若干SCALANCE無(wú)線接入點(diǎn)進(jìn)行控制、管理、配置的模式）的無(wú)線組網(wǎng)方式，大連工廠實(shí)現(xiàn)了全廠無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，并使SIMATICRFID系統(tǒng)的信息得以實(shí)時(shí)接入工廠網(wǎng)絡(luò)。在這種模式下，SCALANCE無(wú)線局域網(wǎng)控制器不僅可以自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)整各個(gè)SCALANCE無(wú)線接入點(diǎn)的負(fù)載量，實(shí)現(xiàn)其負(fù)載均衡；同時(shí)還可以根據(jù)周圍的無(wú)線干擾情況，自動(dòng)調(diào)整SCALANCE無(wú)線接入點(diǎn)使用的信道，使其免于受到干擾。以上這些智能化無(wú)線組網(wǎng)的功能特點(diǎn)，都保證了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的健壯性和可靠性。
西門子大連工廠IT部門負(fù)責(zé)人孫海燕談到：“今后，工廠里會(huì)越來(lái)越多地出現(xiàn)移動(dòng)辦公的趨勢(shì)，人們不再長(zhǎng)期坐在固定的辦公桌前工作，而是隨時(shí)會(huì)深入到生產(chǎn)車間現(xiàn)場(chǎng)，或是不時(shí)移動(dòng)到各個(gè)會(huì)議室里。而在這些條件下，都需要能夠隨時(shí)隨地聯(lián)網(wǎng)辦公，我們必須為這樣的需求做好準(zhǔn)備。”所以在大連工廠，一個(gè)無(wú)處不在的SCALANCE工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得以搭建起來(lái)，不管員工身處辦公環(huán)境還是生產(chǎn)環(huán)境，都不會(huì)感到任何的信息屏蔽和阻礙，達(dá)到了系統(tǒng)資源大的優(yōu)化整合，也實(shí)現(xiàn)了信息的大化共享。
在完全依靠有線網(wǎng)絡(luò)連接的情況下，任何生產(chǎn)環(huán)節(jié)和設(shè)備的調(diào)整、任何布局的優(yōu)化都可能面臨重新布線，同時(shí)還存在較多的線纜損耗、線纜維護(hù)的問(wèn)題，無(wú)形中帶來(lái)了很高的成本。而采用無(wú)線覆蓋后，任何生產(chǎn)布局的優(yōu)化和調(diào)整都不再帶來(lái)改變網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)施的問(wèn)題，換到任何位置都能夠保持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的暢通無(wú)阻。用孫海燕的話說(shuō)：“無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)經(jīng)過(guò)一次初始投資之后，幾乎是一勞永逸，它節(jié)省的是今后長(zhǎng)期的、難以估量的改造和維護(hù)成本。”
IT：點(diǎn)石成金的妙手
隨著時(shí)間的推移，大連工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品種類越來(lái)越多，每套產(chǎn)品都會(huì)有自己不同的應(yīng)用，在這種情況下ERP、PLM、MES等系統(tǒng)也陸續(xù)投入使用。這就使得大連工廠的IT部門必須要開始考慮，在各種系統(tǒng)應(yīng)用的復(fù)雜環(huán)境中，怎么提供一個(gè)更穩(wěn)定更的IT應(yīng)用平臺(tái)。而且隨著客戶的要求越來(lái)越高，越來(lái)越細(xì)化，IT部門也開始更多地投入到業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化上。
孫海燕談到：“現(xiàn)在，我們的職責(zé)是審視各種業(yè)務(wù)應(yīng)用，找到哪些地方可以改進(jìn)，哪些地方可以更加智能化，減少不必要的手工工作。俗話說(shuō)‘沒(méi)有好，只有更好’，這種持續(xù)改善的過(guò)程幾乎是沒(méi)有盡頭的。”
談到當(dāng)前業(yè)界關(guān)注的智能化生產(chǎn)，孫海燕認(rèn)為，智能化的生產(chǎn)單純依靠IT部門或單純依靠生產(chǎn)制造部門都是難以實(shí)現(xiàn)的，必須要將兩者結(jié)合起來(lái)。她指出，生產(chǎn)部門通常會(huì)更多地從生產(chǎn)控制、生產(chǎn)過(guò)程的角度去著手，而IT部門則會(huì)幫助他們做一些軟件上的優(yōu)化，并充分利用網(wǎng)絡(luò)與通訊的力量來(lái)挖掘信息帶來(lái)的潛力。即便生產(chǎn)部門有再高精尖的制造設(shè)備，如果脫離了網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和通訊平臺(tái)，也是運(yùn)轉(zhuǎn)不起來(lái)的。尤其是現(xiàn)在的智能化生產(chǎn)，很多時(shí)候是依靠信息的高速傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，從投入生產(chǎn)到生產(chǎn)制造的每一個(gè)工序，每一個(gè)步驟，這些都要做一個(gè)信息流的控制。
比如，對(duì)PLM的應(yīng)用，就是大連工廠業(yè)務(wù)協(xié)作流程中非常重要的一環(huán)。據(jù)孫海燕介紹，PLM是從整個(gè)產(chǎn)品生命周期的角度進(jìn)行管理，從初形成市場(chǎng)意向的時(shí)候就要開始使用PLM系統(tǒng)，接下來(lái)一路從市場(chǎng)分析、市場(chǎng)調(diào)查，到產(chǎn)品的研發(fā)、圖紙的設(shè)計(jì)，再到投入生產(chǎn)，一直到產(chǎn)品生命周期的完結(jié)，都離不開PLM系統(tǒng)。
這些信息化系統(tǒng)能否發(fā)揮大的作用，關(guān)鍵的因素還是使用系統(tǒng)的人。各部門的員工是不是有足夠的經(jīng)驗(yàn)去把控這個(gè)系統(tǒng)的一些應(yīng)用，是不是能發(fā)掘系統(tǒng)的潛力，往往在很大程度上決定了系統(tǒng)實(shí)際的應(yīng)用效果。對(duì)此，孫海燕深有感觸：“比如開始，員工對(duì)系統(tǒng)的了解只是停留在操作層面，但隨著經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富，他會(huì)開始關(guān)注在他的流程里有沒(méi)有一些可以優(yōu)化的地方，或者是否需要對(duì)不合理的地方進(jìn)行改進(jìn)。逐漸地，他們還會(huì)主動(dòng)運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和報(bào)告系統(tǒng)，對(duì)管理工作起到更好的支持作用。”為了滿足各個(gè)部門系統(tǒng)使用者這種越來(lái)越高的需求，IT部門也會(huì)竭盡全力為他們提供支持，比如在挖掘系統(tǒng)原有功能的基礎(chǔ)上，也會(huì)自己做一些開發(fā)。
讓孫海燕感到欣慰的是，經(jīng)過(guò)多年的配合，大連工廠的生產(chǎn)部門和IT部門的配合越來(lái)越緊密，也形成了一些行之有效的合作機(jī)制，讓價(jià)值的提升越來(lái)越流暢。孫海燕談到：“如果IT部門單打獨(dú)斗，可發(fā)揮的價(jià)值并不大，IT必須和業(yè)務(wù)部門緊密結(jié)合，價(jià)值才會(huì)成倍地體現(xiàn)出來(lái)。而且，不僅每個(gè)部門的流程可以得到優(yōu)化，多個(gè)業(yè)務(wù)部門之間協(xié)同工作的流程也具有很大的優(yōu)化潛力，我們IT部門必須要把這種‘催化劑’的作用不斷地體現(xiàn)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)持續(xù)的改善。”
高興寧有一番話，恰恰為精辟地指出了工業(yè)通訊和IT信息化技術(shù)在未來(lái)的無(wú)窮潛力，這不僅僅是對(duì)于西門子大連工廠而言，更是對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)中每一個(gè)希望提升競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)而言的。
他說(shuō)：“企業(yè)要實(shí)現(xiàn)‘工業(yè)4.0’必須要‘兩條腿走路’，一條腿是實(shí)體世界中的自動(dòng)化，另一條腿則是虛擬化世界的信息化。而首先要構(gòu)建先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境，建立統(tǒng)一的語(yǔ)言系統(tǒng)，并不斷發(fā)展下一代智能化的應(yīng)用，這樣才能真正實(shí)現(xiàn)實(shí)體世界和虛擬化世界的無(wú)縫互聯(lián)，包括設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的互聯(lián)、移動(dòng)設(shè)備的互聯(lián)、機(jī)器與機(jī)器的互聯(lián)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，為‘工業(yè)4.0’愿景的真正實(shí)現(xiàn)打造出堅(jiān)實(shí)的平臺(tái)。”
