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數(shù)字化工廠:從夢想到現(xiàn)實
無論身處工業(yè)2.0還是3.0階段,許多企業(yè)在懷揣數(shù)字化工廠夢想的同時,卻往往尚未形成清晰的思路。這時,西門子便成為了那個重要的“夢想導(dǎo)師” — 結(jié)合其在制造業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)知識和軟硬件技術(shù),為企業(yè)提供*的數(shù)字化工廠解決方案。
隨著“工業(yè)4.0”的熱潮從德國涌向,越來越多的中國企業(yè)正決意將未來制造的愿景變?yōu)楝F(xiàn)實,以期在數(shù)字化的工業(yè)變革中盡早謀篇布局。
國內(nèi)制造企業(yè)對于打造數(shù)字化工廠的熱情從趙雄飛接到的咨詢服務(wù)需求就可見一斑。這位西門子中國研究院的數(shù)字化工廠專家在2013年接到了大約5家企業(yè)關(guān)于籌建數(shù)字化工廠的咨詢。2014年,這一數(shù)字增加到了10家左右,2015年更是上升到了幾十家。
在邁向“工業(yè)4.0”的進(jìn)程中,很多企業(yè)并非僅僅滿足于數(shù)字化的遠(yuǎn)景規(guī)劃。它們迫切需要的是將美好愿景變?yōu)楝F(xiàn)實的途徑。
趙雄飛說:“企業(yè)家們并不是要一口吃成個胖子,而是想一步步發(fā)展,zui后真正成為站在行業(yè)的巨人。”
條條道路通羅馬
無論身處工業(yè)2.0還是3.0階段,許多企業(yè)在懷揣數(shù)字化工廠夢想的同時,卻往往尚未形成清晰的思路。
這時,西門子便成為了那個重要的“夢想導(dǎo)師” — 結(jié)合其在制造業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)知識和軟硬件技術(shù),為企業(yè)提供*的數(shù)字化工廠解決方案。
趙雄飛的團(tuán)隊要做的便是首先從運營、研發(fā)等層面為企業(yè)提供頂層設(shè)計,幫助其完成數(shù)字化工廠的整體規(guī)劃。根據(jù)企業(yè)的特點和需求,這一規(guī)劃可以是面向1-3年的短期,也可以瞄準(zhǔn)5-20年的中*。
如果企業(yè)有進(jìn)一步需求,他們將和西門子業(yè)務(wù)集團(tuán)的同事一起幫助客戶進(jìn)行業(yè)務(wù)流程和IT系統(tǒng)設(shè)計,包括產(chǎn)品生命周期管理(PLM)、企業(yè)資源計劃(ERP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)等等。如果再進(jìn)一步,西門子中國研究院的專家還會在工藝流程設(shè)計上提出建議,具體到設(shè)備自動化、精益生產(chǎn)布局、廠房布局等方面。
在項目實施過程中,西門子專家也會為客戶提供支持,包括供應(yīng)商的評估,技術(shù)管理支持等。
2015年,趙雄飛的團(tuán)隊為廈門建霖工業(yè)有限公司(建霖工業(yè))完成了未來數(shù)字化工廠的規(guī)劃設(shè)計。成立于1989年的建霖工業(yè)是zui大的廚衛(wèi)產(chǎn)品OEM企業(yè),主營業(yè)務(wù)是為科勒等廚衛(wèi)產(chǎn)品制造商做代工生產(chǎn)。
為了改變過去的勞動密集型模式,提高生產(chǎn)效率,建霖工業(yè)計劃在廈門新建一個大型廚衛(wèi)產(chǎn)業(yè)園,集制造基地、物流中心和研發(fā)中心于一體。經(jīng)過對建霖工業(yè)的實際調(diào)研,西門子團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)其在生產(chǎn)、管理等方面存在一系列問題,如生產(chǎn)周期長、庫存多、制造空間浪費、對人工依賴嚴(yán)重、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度低、現(xiàn)場管理混亂。
西門子中國研究院為建霖工業(yè)規(guī)劃的數(shù)字化工廠全貌
對此,西門子在規(guī)劃框架報告中建議,建霖工業(yè)首先需要建立精益生產(chǎn)體系,并健全工廠信息化系統(tǒng)來管理生產(chǎn),再利用自動化手段推進(jìn)工藝和物流的改善,zui終建成綠色智能工廠。
比如在工廠信息化系統(tǒng)中,建霖工業(yè)需要升級當(dāng)前的ERP系統(tǒng),以解決對生產(chǎn)物流計劃支持較弱的問題,并且需要由現(xiàn)有的PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)模式上升到PLM的管理模式,以提升產(chǎn)品設(shè)計平臺的能力。在工廠層,它需要建立MES系統(tǒng),實現(xiàn)生產(chǎn)執(zhí)行、物流和質(zhì)量控制的信息化。在自動化層,建霖工業(yè)需要搭建工業(yè)以太網(wǎng),用于連接設(shè)備和MES系統(tǒng),實現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)和車間的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò),同時采用大量*的自動化工藝,減少人工,提高工藝質(zhì)量。
目前,建霖工業(yè)已經(jīng)踏出了邁向“工業(yè)4.0”的*步,計劃實施西門子MES系統(tǒng)Simatic IT,以及基于工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)Profinet。
除此之外,西門子中國研究院還為金達(dá)亞麻、中車集團(tuán)青島四方、中建鋼構(gòu)、華立集團(tuán)等眾多企業(yè)提供了數(shù)字化工廠的評估、規(guī)劃和咨詢服務(wù)。
西門子中國研究院為金達(dá)亞麻規(guī)劃的數(shù)字化工廠的3D模型
人們通常會認(rèn)為,在新建工廠時實施數(shù)字化理念是zui為理想的時機。但事實并非如此,不同行業(yè)的不同企業(yè)采取的路線不盡相同。
“我們的zui大優(yōu)勢就在于能為企業(yè)量身定制的數(shù)字化方案,這要取決于企業(yè)所在行業(yè)的情況、產(chǎn)品類型、生產(chǎn)模式等等。”趙雄飛表示,“因此,每接觸一個客戶,我們都首先要成為它所在行業(yè)的工藝專家。這樣才能提出*的建議。”
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西門子可編程控制器:S7-200CN、S7-200SMART、S7-300、S7-400、 S7-1200、S7-1500、ET200、LOGO邏輯控制模塊
西門子HMI人機界面:TD200、TD400C、TP177A/B、MP277、MP377、 TP700、TP900、TP1200、TP1500、SMART700/1000
門子變頻器:MM420、MM430、MM440、G110、G120、6SE70工程變頻器 6RA70直流調(diào)速器、3RW30/40/44軟啟動器
西門子數(shù)控系統(tǒng):802C、802S、808D、802D/SL、810D、840D
西門子伺服驅(qū)動:611A、611D、611U、S120、NCU、PCU、伺服電機、低壓電機
西門子工業(yè)以太網(wǎng):通訊網(wǎng)卡、通訊電纜、通訊接頭、總線連接器 工控機、交換機、自動化軟件等系列產(chǎn)品
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文化碰撞科技:不一樣的火花
借助西門子全集成自動化(TIA)解決方案,深圳華強文化科技集團(tuán)正將方特主題公園打造成創(chuàng)新、安全的*主題公園,并*探索出一條游樂園行業(yè)的數(shù)字化之路。
九曲回廊的亭臺樓閣,古色古香的層樓疊榭,還有掩映于蒼松翠柏間的文化名景—這就是安徽蕪湖方特的第4座主題公園:“東方神畫”。
無論是在“女媧補天”的傳說中體驗開天辟地的驚險刺激,還是在“牛郎織女”的神話中領(lǐng)略愛情的永恒,或是在“猴王”的表演中體會成長的艱辛,這無一不是恢弘的中國傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代科技的*結(jié)合,讓人流連忘返。
歡樂的背后是高精尖的科技在作保障。作為“神經(jīng)中樞”的電氣自動化系統(tǒng)是將游樂項目從創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實的關(guān)鍵,也是安全穩(wěn)定運行的保證。
借助西門子全集成自動化(TIA)解決方案,深圳華強文化科技集團(tuán)(華強文化)正將方特主題公園打造成創(chuàng)新、安全的*主題公園,并*探索出一條游樂園行業(yè)的數(shù)字化之路。
“東方奧蘭多”
中國的游樂園行業(yè)競爭愈發(fā)激烈。不僅萬達(dá)、華誼兄弟、光線傳媒等國內(nèi)*在持續(xù)發(fā)力,美國迪士尼、*影城等“洋公園”也來勢洶洶。而方特主題公園脫穎而出,已在全國各地建成16家主題公園,在建和已經(jīng)簽約的還有10余家。2014年8月,伊朗伊斯法罕的“方特歡樂世界”順利開業(yè),開創(chuàng)了中國主題公園的先河。
華強文化副總裁劉輝說:“我們在全國遍地開花,依靠的是強大的創(chuàng)新能力和‘文化+科技’的發(fā)展模式。”
從zui初的影視設(shè)備供應(yīng)商,經(jīng)過十多年的耕耘,華強文化已成為目前國內(nèi)*一家涵蓋主題公園的創(chuàng)意設(shè)計、研發(fā)、設(shè)備制造和項目運營的全產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)。
當(dāng)插上了科技的翅膀,文化創(chuàng)意不再僅是紙上談兵,而科技也不再是冷冰冰的機械手。華強文化擅長的正是結(jié)合各地的特色歷史文化,打造個性化的游樂項目,比如在蒲松齡的故鄉(xiāng)山東泰安開發(fā)聊齋項目,在青島講述嶗山道士的故事。
而在蕪湖,在西門子等品牌的支持下,方特主題公園不但創(chuàng)造出令人驚嘆的科技之美,更成為城市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的驅(qū)動力。
2008年,蕪湖的*座公園:方特歡樂世界在一片荒灘野地中拔地而起。現(xiàn)在,這里已擁有4座方特系列的大型主題公園,年游客總量近1000萬人次,其中超過50%來自江蘇、浙江、上海等外省市。
在安徽蕪湖,擁有4座主題公園的華強文化正推動著這座城市從工業(yè)向文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型。方特也已成為蕪湖又一張閃亮的城市名片。
方特之于蕪湖,就像外灘之于上海,西湖之于杭州。“要歡樂,去方特”的宣傳口號早已在當(dāng)?shù)厣钊肴诵?。在華強文化的帶動下,蕪湖的文化旅游、數(shù)字動漫、影視傳媒等產(chǎn)業(yè)也迸發(fā)出新的生命力。華強文化的文創(chuàng)實力可見一斑,的動畫片《熊出沒》正是出自其之手。
“過去以海螺水泥、奇瑞汽車聞名的‘工業(yè)蕪湖’,如今正以‘文化蕪湖’的嶄新形象吸引著八方來客。繼奇瑞之后,方特也已成為蕪湖又一張亮麗的城市名片。”蕪湖華強文化科技產(chǎn)業(yè)有限公司總陳祖堯說。
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科技力量,身臨其境
自1955年世界*迪士尼樂園在美國加州開幕以來,主題公園的發(fā)展已歷經(jīng)4代。
第1代依托傳統(tǒng)的自然資源;第2代以微縮景觀為主;第3代則借助控制設(shè)備打造室外動感游樂設(shè)施。而以迪士尼和方特為代表的第4代已站在潮流前沿。它們結(jié)合聲、光、電、舞臺*、智能控制、數(shù)碼影像等手段,為游客帶來聽覺、視覺、觸覺,甚至嗅覺和味覺的互動體驗,并突出文化主題,以情感打動人心。
“實現(xiàn)這樣的立體感官效果需要依靠智能而強大的自動化系統(tǒng),這離不開與西門子的*合作。”華強文化科技研究院副總工程師姚孝鵬說道。
西門子與華強文化結(jié)緣自2006年。當(dāng)時西門子的Simatic S7-300 PLC(可編程邏輯控制器)應(yīng)用于重慶方特科幻公園的“飛越極限”項目。
據(jù)姚孝鵬介紹,不斷演進(jìn)的主題公園對電氣自動化系統(tǒng)的要求越來越高,包括從傳統(tǒng)的液壓傳動走向電氣傳動,從運行數(shù)據(jù)的紙質(zhì)手工記錄到電子自動記錄,從單純對員工的安全培訓(xùn)到加強安全自動化技術(shù),從基于PLC的控制到基于PC的控制和更加智能的運行管理和控制一體化,以及從單機本地操作到基于以太網(wǎng)的多設(shè)備集成和遠(yuǎn)程監(jiān)控與調(diào)試。
“在西門子的*技術(shù)幫助下,我們能不斷行業(yè)發(fā)展趨勢,始終保持競爭力。”華強文化副董事長戎志剛表示。
是誰保護(hù)了電?
西門子發(fā)電服務(wù)工程師通過為 華潤電力湖北有限公司蒲圻電廠內(nèi)蒸汽輪機的閥座進(jìn)行升級改造,延長了蒸汽輪機的使用壽命,為電力供應(yīng)提供可靠保障。
清晨的*縷陽光剛爬上赤壁山的山頂,西門子工程師沈英俊就已收拾好沉甸甸的背包,與團(tuán)隊的同事們一起迎來漫長的一天。
從赤壁市驅(qū)車30分鐘就能到達(dá)華潤電力湖北有限公司蒲圻電廠。2012年,這座掩映在青山綠水間的電廠購入兩臺功率為1000MW的蒸汽輪機。自2012年和2013年分別正式投產(chǎn)以來,它們已為千家萬戶*地輸送了數(shù)百億度電。
西門子團(tuán)隊的任務(wù)是為蒸汽輪機的閥座進(jìn)行升級改造。閥座是蒸汽輪機的關(guān)鍵部件,可與閥板配合,防止輪機內(nèi)的氣體泄漏。升級改造能夠延長蒸汽輪機的使用壽命,為電力供應(yīng)提供可靠保障。
古戰(zhàn)場有新事
當(dāng)各地游客紛至沓來,在赤壁古戰(zhàn)場上遙想當(dāng)年草船借箭的巧思,火燒連環(huán)船的驚險以及諸葛孔明執(zhí)扇臨風(fēng)的英姿時,幾十公里外的赤壁市卻從未停下發(fā)展的腳步。
這座人口不足70萬的小城素有“湖北南大門”之稱。而蒲圻電廠自2004年正式發(fā)電以來已為湖北省及華中地區(qū)輸送了大量電力,推動了赤壁市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
對蒲圻電廠來說,兩臺1000MW的蒸汽輪機可謂發(fā)電的“主力軍”,因此在保養(yǎng)方面不容有失。據(jù)蒲圻電廠管理人員介紹,蒸汽輪機的閥座表面有一層硬質(zhì)合金,這層合金一旦脫落,會損壞輪機內(nèi)的葉片。那樣則需要長時間停機修理,甚至可能造成更大的損失。
舉例來說,1臺蒸汽輪機1天能發(fā)電約1700萬度。而修理葉片zui少也要停機1個月。如果按照1度電0.36元來計算,1臺蒸汽輪機停機1個月給電廠帶來的損失就有1.8億元左右。
為了預(yù)防閥座可能出現(xiàn)的問題,避免經(jīng)濟(jì)損失,快速且高質(zhì)量的閥座升級改造*。因此,蒲圻電廠找到了西門子。電廠的管理人員表示,由于廠內(nèi)蒸汽輪機使用的是西門子的技術(shù),因此他們對西門子有充分的信任。更重要的是,西門子所使用的現(xiàn)場閥座升級改造工具非常*,在國內(nèi)*。
工程師的“獨門法寶”
閥座升級改造向來是一項需要“大動干戈”的工程。工程師要先使用機加工設(shè)備將原有的閥座表面合金去除,再焊上新的表面,之后再次進(jìn)行機加工以保證表面形狀與圖紙*相同。為此,電廠通常要將閥座從管道上完整割下,再運回原廠家維修。這不僅要消耗大量人力、物力和財力,也將大大延長電廠的停機時間。
為了避免這些時間和人力的浪費,西門子帶來了“獨門法寶”——便攜式計算機數(shù)控(CNC)閥門鏜床和現(xiàn)場便攜式閥門堆焊系統(tǒng)。閥門鏜床可以對閥體進(jìn)行快速機加工,準(zhǔn)確挖除需要更換的硬質(zhì)合金,并在焊接之后按照圖紙精確處理閥座表面弧度。閥門堆焊系統(tǒng)則可在閥座表面焊接新材料并保證焊縫均勻,從而避免人工操作造成的焊縫缺陷。
西門子的便攜式計算機數(shù)控(CNC)閥門鏜床和現(xiàn)場便攜式閥門堆焊系統(tǒng)能夠大大提高現(xiàn)場工作效率,節(jié)約了時間和人力。
西門子將這兩項工具送至客戶現(xiàn)場,為電廠節(jié)約了大量成本,并縮短了停機時間。同時,根據(jù)閥座的實際情況,西門子還為客戶量身定制了專門的輔件,以進(jìn)一步提高現(xiàn)場工作效率。
“西門子可以提供*、高效且高質(zhì)量的現(xiàn)場閥座升級改造服務(wù)。”沈英俊不無驕傲地說道,“在這方面我們是非常有競爭力的。”
九個工程師,敵過諸葛亮
閥座升級改造不僅需要*的工具,更需要具有豐富經(jīng)驗的現(xiàn)場工程師。
蒲圻項目中的9個西門子工程師個個都曾到世界各地提供發(fā)電服務(wù)。光沈英俊一人就曾去過德國、印度尼西亞、南非、菲律賓、越南和泰國等國家。項目現(xiàn)場協(xié)調(diào)員莊清也曾經(jīng)在敘利亞工作過一年半。
豐富的項目經(jīng)驗讓工程師們在現(xiàn)場得心應(yīng)手。“以焊接為例,經(jīng)驗不足的焊工做出來的焊縫可能存在很多缺陷。”沈英俊說道,“但是我們團(tuán)隊里的老焊工能夠很快做出符合質(zhì)量要求的焊縫。這為我們后面的工序提供了方便,也提高了我們整體的工作效率。”
客戶和西門子工程師檢查完成升級改造的閥座
目前,西門子在中國的發(fā)電服務(wù)專注于火力發(fā)電服務(wù)、分布式能源及壓縮機服務(wù),以及風(fēng)電服務(wù)等領(lǐng)域。本地員工人數(shù)已由10年前的幾個人快速增加到目前的超過100人。這些工程師分布在全國各地,每當(dāng)客戶提出需求,他們就能從zui近的地點趕來,迅速幫助客戶解決問題,大大縮短了客戶的等待時間。
“以前老是往國外飛,但這幾年我們在國內(nèi)飛的次數(shù)越來越多了。”沈英俊笑著說,“因為比較近,所以條件允許的話,當(dāng)天接到客戶需求,當(dāng)天就可以到達(dá)現(xiàn)場了。”
“問題發(fā)生時,客戶對我們的zui大要求是派遣懂當(dāng)?shù)卣Z言和技術(shù)的工程師迅速趕往現(xiàn)場解決問題。而這正是我們本地化的核心。”西門子發(fā)電服務(wù)集團(tuán)東北亞區(qū)運行與維護(hù)總監(jiān)Jason Jermark表示,“推動本地化的zui終目的就是提供令客戶滿意的服務(wù)。”
通過將來自德國的*技術(shù)與本地化的服務(wù)模式相結(jié)合,西門子團(tuán)隊的工程師們各司其職、配合默契,高質(zhì)量地完成了升級改造工作。
蒲圻電廠的管理人員對西門子現(xiàn)場工程師也給予了高度評價。工程師們專業(yè)、敬業(yè)的工作態(tài)度和高工作效率均給電廠工作人員留下了很深的印象。西門子工程師們24小時維修工作不停,zui終成功交付了項目。同時,也為將電力輸送到千家萬戶保駕護(hù)航。
培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才,助力中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級
中國制造業(yè)高速發(fā)展,亟需大量工程人才。西門子利用在工程教育領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗,在中國廣泛推廣校企合作,并舉辦全國大學(xué)生“西門子杯”工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽,培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用和創(chuàng)新能力。
西門子與*合作推出一系列人才發(fā)展計劃
中國正在從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)型,除了工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品和技術(shù)轉(zhuǎn)型,提升“軟實力”也是當(dāng)務(wù)之急。中國工程類教育面臨著教學(xué)以理論為主、實踐培訓(xùn)不足的重大挑戰(zhàn)。作為負(fù)責(zé)任的企業(yè)公民,西門子致力于培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才,推動中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
2011年,西門子和中國*簽訂了教育合作備忘錄,合作推動中國工程教育的發(fā)展,為中國高校和職業(yè)院校培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才。根據(jù)備忘錄,西門子為中國高校和職業(yè)院校的老師和學(xué)生,提供的技術(shù)資料,建設(shè)課程體系,培養(yǎng)教師隊伍、建立超過300所實訓(xùn)示范中心和實驗室,組織創(chuàng)新型工程競賽。其中,“西門子”杯的開展及其在工程教育上的貢獻(xiàn),以及西門子的職業(yè)發(fā)展“能力模型”理論,得到了*的認(rèn)可和贊賞。
自2006年,西門子贊助全國大學(xué)生“西門子杯”工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽(以下簡稱“西門子杯”),為學(xué)生提供交流與學(xué)習(xí)的平臺,培養(yǎng)學(xué)生的科技應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。大賽分為五個部分:邏輯控制、設(shè)計開發(fā)、工程創(chuàng)新、運動控制以及硬件研發(fā),激發(fā)學(xué)生的科技應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。截止到2015年,“西門子杯”吸引了全國近40%的理工類高校,來自全國28個省市的3414個隊伍的約10242多名學(xué)生參賽。除此之外,西門子還設(shè)立“教育研究基金”和獎學(xué)金用于鼓勵和資助教師學(xué)生開展創(chuàng)新研究工作。