• 未来的工厂

    时间:2013-11-15 来源:经理+ 作者:刘燕 浏览: 我要评论() 字号:T | T

  • 来到德国安贝格市的西门子电子装置工厂,就能寻找到各种智能工厂要素的踪迹。它的规划团队借助西门子PLM软件,来确保高效地生产大概1,000件产品的标准程序。只要轻击鼠标,规划师就能为新产品设计出多种不同的制造流程,并按诸如吞吐量和成本等参数进行计算和比较,然后从中选出效率最高的过程。

    在这座工厂,数字规划仍需以“人工”方式转换到实际生产中,因为目前这两个过程是顺次执行的。然而未来,这两个过程将日益重叠,最终实现同时进行——在安贝格工厂以及所有其他高度自动化的工厂。到那个时候,工程师在设计新产品如新型开关的时候,将使用专门的软件来同步规划其制造流程,包括所有有关机械、电气和自动化系统。

    安贝格工厂,代表了未来工厂变革的方向。通过使用微型化处理器、存储装置、传感器和发送器来实现智能化,这些装置将被嵌入几乎所有机器、半成品和材料,以及用于组织数据流的智能工具和新型软件中。所有这些创新,将使产品和机器之间能够相互通信并交换命令。换言之,未来的工厂将在很大程度上自行优化和控制其制造工序。

    这一趋势备受关注,不少国家将制造业智能化转型提上战略高度。德国联邦政府已拨出近2亿欧元资金用于帮助行业协会、研究机构和企业制定实施战略。美国政府也极为重视创新制造战略的制定,并计划拿出高达10亿美元资金建立一个覆盖全国研究机构和企业的网络。政府部门负责提供无处不在的宽带网络,工业界需要及时地将数据标准化和传输协议系统部署到位。

    德国的工商界高管组织研究联盟提出了“Industry 4.0”的一套概念体系,其关键是将软件、传感器和通信系统集成于所谓的物理网络系统。工业软件和IT技术的应用,将覆盖包括产品设计、生产规划、以及生产执行和运营维护的全产品生命周期。而虚拟生产与现实的生产方式完美结合,人们越来越多地构思、优化、测试和设计产品。一个典型案例便是美国航空航天局发射的“好奇号”火星探测车,包括着陆在内“好奇号”的一切,都是采用西门子设计和模拟软件完成研制和试验。

    在过去几年中,西门子每一次收购软件公司都是出于对实现实现工业4.0的战略考量,以此整合和进一步开发工业4.0所需技术专长。西门子(中国)有限公司执行副总裁、工业业务领域总裁吴和乐博士(Dr. Marc Wucherer)表示:“当前,西门子正通过以产品生命周期管理软件(PLM)和TIA全集成自动化为代表的创新系列工业解决方案,为数字化制造的未来发展——集成化产品开发与生产流程奠定坚实的基础。”

    包括西门子在内的20个工业研究合作伙伴,与德国人工智能研究中心(DFKI)在德国Kaiserslautern联合创办的一座智能工厂,呈现了信息物理系统在实际应用中的运转方式。

    这座试点工厂利用皂液瓶来演示产品与制造机器之间的通信方式:每个空皂液瓶底部都贴有射频识别(RFID)标签,以告知机器应为其套上黑色还是白色瓶盖。换句话说,这一制造流程中的产品从一开始就携带有数字产品记忆,可以通过无线信号与周围环境进行沟通。这样一来,产品就成为了一个信息物理系统,将现实世界和虚拟世界合二为一。

    从手工业、工业化、大规模生产到信息技术革命一路走来,制造业的演进步伐从未停止。德国国家科学与工程院(acatech)认为,新型数字制造工序将使工业生产率提高30%,它不仅将彻底改变生产方式,还将在交通和医疗领域引发一场变革。

    工业4.0并非空中阁楼,不同于过去风行一时的类似概念,它是随着现有技术的融合和优化而发展的。实现工业4.0所需的许多技术已经问世,包括互联网、面向工业设施的标准化数据连接技术、模拟软件等。

    在迈向工业4.0的进程中,无疑将会有许多问题需要处理。持怀疑态度的人士声称,无人化生产将令厂房空无一人,并由此给社会带来负面影响。但是,实际情况恰恰相反:在工业4.0中,人的作用将更为重要。在制造业的创新领域,例如产品设计和生产规划阶段,人的聪明才智仍是不可或缺的。同样,在操作层面,人类还将继续发挥核心作用,他们将不再从事体力劳动,而主要从事创新设计、控制和监测等工作。

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