西門子電源6EP1331-2BA00

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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：康奎

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工作:

西門子電源6EP1331-2BA00

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”的進程中，很多企業(yè)并非僅僅滿足于數(shù)字化的遠景規(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5-20年的中*。

如果企業(yè)有進一步需求，他們將和西門子業(yè)務(wù)集團的同事一起幫助客戶進行業(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，包括供應商的評估，技術(shù)管理支持等。

2015年，趙雄飛的團隊為廈門建霖工業(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、對人工依賴嚴重、產(chǎn)品標準化程度低、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)場總線標準Profinet。

除此之外，西門子中國研究院還為金達亞麻、中車集團青島四方、中建鋼構(gòu)、華立集團等眾多企業(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亞麻規(guī)劃的數(shù)字化工廠的3D模型

人們通常會認為，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。”

人才zui金貴
在被稱為PPT（Process, People and Technique）這三個構(gòu)成數(shù)字化工廠的關(guān)鍵因素中，趙雄飛zui為看重，也zui為擔心的是第二個P，即人員的因素。

“許多工廠的各級員工往往都不具備相應的技術(shù)和管理能力。技術(shù)可以購買，流程也可以規(guī)范，而人才的缺乏將是制約中國企業(yè)邁向‘工業(yè)4.0’的zui大障礙。”趙雄飛說。

西門子中國研究院曾經(jīng)在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在許多工廠，各級人員都存在相關(guān)素質(zhì)缺乏的問題。一線員工缺乏高精設(shè)備和自動化系統(tǒng)的熟練操作能力；中層管理人員對于生產(chǎn)系統(tǒng)自動化和數(shù)字化的轉(zhuǎn)變需要更快地適應；而企業(yè)高層對于數(shù)字化工廠發(fā)展方向的重大決策能力仍有待提高。

為此，西門子在幫助企業(yè)實施數(shù)字化工廠項目時，會有研究院的專家和項目工程師進行為期數(shù)月乃至數(shù)年的駐廠培訓。此外，西門子與*合作，通過技術(shù)培訓等活動培養(yǎng)了千余名工程學科的教師，并連續(xù)9年舉辦全國大學生“西門子杯”工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽，為中國制造培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才。

從來看，對于高素質(zhì)人才的需求以及相關(guān)培訓的緊迫性同樣存在。麥肯錫開展的“制造業(yè)的未來”的研究結(jié)果表明，到2020年，將會出現(xiàn)4000萬高技能工人的潛在缺口。

智能機器可以自我學習，并取代人類的一部分工作，但是未來的數(shù)字化工廠決不會是無人工廠。人們將在設(shè)計、規(guī)劃、監(jiān)管等方面發(fā)揮更強的創(chuàng)造力。同時，智能化的工廠將會批量生產(chǎn)高度個性化的產(chǎn)品，要能夠以zui快速度調(diào)整生產(chǎn)線，這就要求員工能對聯(lián)網(wǎng)的機器進行編程，還能解讀復雜數(shù)據(jù)。

為電機開發(fā)緊湊型電子元件

 西門子與合作伙伴聯(lián)合開發(fā)出一種全新的陶瓷印制電路板，可以為變流器安裝更加小巧、可靠的電子元件。

這項新技術(shù)提高了電路板的抗電磁*力，并為變流器直接集成到驅(qū)動系統(tǒng)中創(chuàng)造了機會，節(jié)省了空間。該名為KAIROS（“面向強健的信號和功率電子器件的陶瓷結(jié)構(gòu)與集成技術(shù)”的德語首字母縮寫）的研究項目的側(cè)重點是電動汽車，但所有工業(yè)用電力驅(qū)動設(shè)備——譬如，生產(chǎn)線——均可從中受益。

研發(fā)項目專注于將變流器控制和功率電子元件集成到一個單元中。合作伙伴利用特殊水冷陶瓷電路板和抗電涌耦合電路，實現(xiàn)了這一點。這項工作得到了德國聯(lián)邦教育與研究部 “STROM”計劃的支持。

縮短布線，zui大限度地減小電磁場效應對功率電子器件的影響

變流器為電機提供實現(xiàn)特定功率負載所需的準確交流電量。變流器中的功率電子器件以極快的速度切換很大的電流。由此形成的電磁場會造成影響，譬如，干擾周圍的電氣布線。此外，這會影響變流器控制電子裝置與功率電子器件之間的連接線。因此，必須妥當保護線路，防止干擾。KAIROS項目研究人員zui大限度地縮短了控制電子裝置與功率電子器件之間的線路長度，以便降低電磁場產(chǎn)生的影響。

特殊陶瓷電路板打造具有良好熱穩(wěn)定性的緊湊結(jié)構(gòu)

通常，控制電子單元安裝在常規(guī)塑料板上，而進行大電流切換的功率電子器件，則需要陶瓷電路板。西門子的研發(fā)機構(gòu)——西門子*研究院的研究人員開發(fā)出特殊陶瓷電路板，可將控制單元直接安裝到功率電子器件電路板上。這能實現(xiàn)更加緊湊的整體結(jié)構(gòu)，但這也這意味著，所產(chǎn)生的熱量也釋放到更小的區(qū)域內(nèi)。為此，項目合作伙伴也開發(fā)出適用于功率電子器件電路板的特殊水冷系統(tǒng)。比之以往的裝置，新的解決方案緊湊得多，并且具有更加出色的熱穩(wěn)定性，因而可以直接集成到驅(qū)動系統(tǒng)中。

該解決方案中，在400伏車載電池與工作電壓15伏的控制電子裝置之間實現(xiàn)電氣隔離，是一個尤為艱巨的挑戰(zhàn)。鑒于可用空間有限，需要緊湊型解決方案，以防止高壓電閃燃到控制電子裝置上。西門子研究人員通過使用特殊變壓器，實現(xiàn)了這種隔離。項目合作伙伴還開發(fā)出一個芯片組（ASIC），以實現(xiàn)將功率電子器件開關(guān)過程所需負載轉(zhuǎn)移回電池。這進一步提高了變流器能效。