深度 | 探尋西門子數字化工廠（上）

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西門子工廠概述

西門子工業自動化產品成都生產研發基地（SEWC）於2013年9月建成投產，是西門子工業自動化全球生產及研發體系中最新建成的一座「數字化企業」，SEWC實現了從產品設計到製造過程的高度數字化，代表了世界工業進入4.0時代的「未來之路」。成都工廠是繼德國和美國之後西門子的全球第3個工業自動化產品研發中心，也是西門子在德國之外建立的首家「數字化企業」。

西門子成都工廠2013年投產以來，主要生產PLC、HMI和IPC三大系列產品，並取得了驕人的成績。

西門子工廠的十大看點

下面我將從「對於數字化工廠的理解、工廠布局、批量生產&定製生產、自動化物流系統、獨立ID、模塊化的生產線、集成的信息系統、數據採集、研發、人員組成」十個方面來分享一下西門子工廠的主要看點。

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對於數字化工廠的理解

雖然西門子安貝格工廠和成都工廠被廣泛的認為是行業標杆企業，甚至有媒體將其樹立為工業4.0的模範工廠。但其對數字化工廠的理解是：要根據生產工藝的特點來，不可盲目的理解為全自動化，更不可忽視的是人在整個生產過程中的作用。

據西門子的相關人員介紹，目前成都工廠生產自動化率>60%，物流的自動化率>90%，但信息的自動化率接近100%。西門子工廠非常關注信息集成。反觀目前國內的「機器換人」和如火如荼的「無人工廠」建設熱潮，大家關注更多的是生產過程的自動化，而對物流自動化、在線檢測等環節則關注較少，同時由於對信息的自動化缺乏整體規劃，「信息孤島」嚴重，大量的信息需要手工重複錄入，其一致性很難得到保障。

面對工業4.0的熱點，西門子無論是安貝格工廠、還是成都工廠的介紹人員給我們的反饋都較為冷靜，認為那是個中長期的願景（至少是2030年左右才能見到雛形）。另外據說在西門子內部很少提及4.0，談得更多的是如何實現全數字化工廠。

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工廠布局

無論是安貝格工廠、還是成都工廠，在工廠布局上都較為相似。生產布局根據電子行業的生產特點進行了非常好的規劃和設計。

其中一樓是全自動化的物流車間，相關物料通過防靜電物料箱，通過如「過山車式」是全自動軌道，根據生產計劃的要求運送到二樓的生產線相應工位上；生產設備根據產品生產工藝的要求布局在二樓，批量生產的流水線、個性化裝配自動生產單元及手工生產單元之間具有很好的節拍性配合。

這樣布局的好處是：所有的設備需要的線纜等均是在一樓頂部進行連接，配合規範的孔洞（每隔90cm就有一個直徑15cm的圓孔，供走線用）可以做到產線根據工藝優化的要求進行靈活調整，一方面提高了改線的效率；另外無需「開腸破肚」，極大的降低了成本；更為關鍵的是讓工藝優異工作可以落實到日常生產中。

據相關工作人員介紹，西門子成都工廠雖然從2013年投產到現在短短兩年的時間，生產現場已經變化了好幾輪，由投產之初的兩條生產線，到現在已經有5條生產線，目前正在規劃成都工廠的二期工程。

幸運的是我兩次參觀西門子成都工廠的時間間隔為一周，第一次恰逢產線在調整過程中（當時我還在與同參觀的人員嘀咕，車間的人好像也不少？）待第二周再看時，已經井然有序，車間現場的人員也大為減少。

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批量生產&定製生產

西門子為了滿足個性化的需求，在設計階段進行了模塊化的設計，通過配置滿足客戶個性化的需求。

從生產組織來看，西門子根據產品特點，將生產過程分成了幾大階段，其中前段的SMT生產線是按照經濟批量來組織生產，實現了全自動化生產（僅質量抽檢部分有少量人工參與），上料過程也通過預配置等手段實現了批量上料，有效地提升了生產效率；對於大的電器焊接，採取的是手工流水線焊接方式，值得注意的是，為了防止錯誤，西門子還專門開發了防錯的「後蓋」（即如果裝錯了零部件，後蓋是蓋不上去的）；後段組裝及包裝環節，則採用的柔性生產（混線生產）方式實現定製化生產，通過智能小車系統實現按訂單進行混線生產，據說有現場有130多輛小車同時在線運行，實現了個性化訂單的個性化操作，組裝完成後根據產品列印個性化標籤。

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自動化物流系統

物料根據生產計劃，通過全自動物流系統，自動將物料送達線邊。如果臨時缺料，則通過現場呼叫系統，實現自動補貨，響應時間不超過30分鐘，即從需求指令發出->中心立庫->出庫->自動傳送帶->線邊。整個過程全部自動化實現，沒有人員參與。

西門子自動化物流全面的考慮了：零部件、產成品、廢料及空箱等不同物料的流動方式。在提高響應效率的同時，更為關鍵的是所有物料做到了可跟蹤、可追溯。

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獨立ID

西門子對所有對象、過程均通過獨立的ID進行標識，例如：在每個產品進行生產之初就被賦予了獨立的ID，通過ID，可將該產品生產過程中的人、機、料、法、環等信息有效的進行管理，按照產品設計及工藝要求進行生產；對於進入工廠的物料，也被賦予了獨立的ID，實現了對物料的精細化的管理。

未完待續

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