西门子工业4.0:数字化魔力

来源:经济观察报  
2014/9/1 11:21:31
57岁西门子新任全球CEO凯飒(Joe Kaeser)正在带领公司进行一场工业4.0的变革。在这场变革中,CFO出身的他首先调整了公司架构的调整,取消了“业务领域”层级,重归扁平化组织。

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57岁西门子(132.69, 0.00, 0.00%)新任全球CEO凯飒(Joe Kaeser)正在带领公司进行一场工业4.0的变革。在这场变革中,CFO出身的他首先调整了公司架构的调整,取消了“业务领域”层级,重归扁平化组织。
 
自2014年10月1日起,公司将精简机构,取消“业务领域”(Sector)层级,并将现有的16个业务集团整合为9个。此外,医疗业务在未来将会独立运营。
 
凯飒表示,通过整合公司的业务集团并取消“业务领域”层级,公司将减少内部繁冗、削减成本并加速决策流程。此外,公司的职能部门,如人力资源和企业传播,也将在未来进行精简,实现集中管理。这些预计每年将为公司节省约10亿欧元,将在2016财年底全面生效。
 
与该计划相关,公司将把员工股票计划扩大至高级管理层以下。迄今为止,西门子股份公司的员工股东数量达到14万人左右,与2009年相比,持股员工人数增加50%。为此,西门子每年将根据公司业务表现安排最高4亿欧元的股票。另外,之前宣布的总额最高可达40亿欧元的股份回购计划也将启动。
 
整合计划似乎与7年前西门子的做法刚好相反,当时,13个业务集团归集到工业、能源和医疗三个业务层级(后来增加了城市与基础设施)中。
 
凯飒认为,“过去,我们要做的是贴近客户,但是现在更多的是要能够满足客户的需求,比如说在医疗领域和能源领域,价值链有了进一步的变化,在这种情况下必须要改变方法以满足客户的需求。”
 
以发电行业为例,过去一个大型燃煤火力发电厂拥有1000兆瓦或者是2000兆瓦发电能力,输电系统很简单。现在则是多种发电类型并存,有煤电、天然气发电、风能和太阳能发电,不同发电的来源需要联网,需要智能化的配电,需要贴近客户、按照客户的需求调整,因此更复杂。
 
在西门子看来,所有的变革都是为了利用信息物理融合系统等手段,将制造业向“数字制造”转型,即适应全球制造业迈进工业4.0时代的需求。
 
所谓“工业4.0”,是通过虚拟生产结合现实的一种生产途径,在“工业4.0”时代,虚拟全球将与现实全球相融合。通过计算、自主控制和联网,人、机器和信息能够互相联接,融为一体。未来制造业将实现更高的工程效率、更短的上市时间以及生产灵活性。“现在,一款汽车需要上千人设计,设计人员设计3年、生产模具1年、建设生产工厂4年,至少需要8年的时间。”西门子(中国)有限公司工业业务领域的一位内部人士这样描述“工业4.0”时代的构想,“未来的制造将是基于大数据、互联网、人,结合各种信息技术进行柔性制造。实现定制化生产,甚至可以当月定制,下个月生产出来。”
 
数字化生产的魔力
 
2013年9月,西门子在德国之外的首家数字化企业,即西门子工业自动化产品成都生产研发基地(SEWC)在成都落成。关于SEWC,让西门子津津乐道的是这座工厂不仅是一个数字化企业,而且是自己生产自己——绝大多数技术来自西门子。
 
“传统制造一般是先出一张图纸,然后交给生产部门做出样品,图纸返回研发部改进后再生产。在数字化制造下,研发到制造基于同一个数据平台,改变了传统制造节奏,研发和生产几乎同步,完全不需要纸质的图纸。”这是完全用不到纸张的生产车间,该内部人士向记者阐述了数字化制造带来的改变,而这种节奏的改变带来的是产品上市时间的大大压缩、生产效率和产品质量的提升。
 
何晓龙(化名)是西门子工业自动化产品成都生产研发基地的一名负责PLC(可编程控制器)装配的员工。他的工作台上有5个不同的零件盒,当自动引导小车送来一款待装配产品时,电脑会显示相关信息,自动化流水线的传感器将扫描条码信息,然后产品会经过20个质量监测节点。
 
这种“视觉检测”是数字化工厂的特有监测方式,经过多次装配和质量检测后,成品被将送到包装工位,经过人工包装、装箱,包装好的产品将通过升降梯和传送带自动送往物流中心或者立体仓库。这一生产过程,无需传统制造中用几十人甚至上百人的手动去完成。
 
凯飒认为,这就是数字化带来的魔力,自动化需要大量的数据,包括机械、传感器等,这些数据需要通过数字化实现。譬如说大型燃气轮机有1500个传感器,每一个传感器都可以讲述自己的故事。不过,数据不是最终目标,而要如何通过数字化获得数据,并对数据进行评估、筛选和分析,然后从中真正获得对业务的理解。
 
在他的商业逻辑中,中国第十二个五年规划中提到了高端制造业,现在中国希望能够在汽车制造业和航空航天业这两个领域能够取得成绩的话,必须要在制造的过程中实现高度的自动化。这不仅仅是一个和技术相关的问题,也是关于准确度和效率的问题,因为制造的过程中对精度要求非常高,许多工作不能用人工完成,这意味着智能化生产有着广阔的前景。
 
机器人与无人工厂
 
西门子(中国)有限公司工业业务领域的内部人士认为,当前中国乃至全球制造业主要面临三方面的挑战。首先是时间,当前市场竞争愈发激烈,能否缩短产品的上市时间,对于企业非常重要。研发和生产的速度慢了,就会失去市场。
 
其次,企业在提升生产效率方面也面临着新的困难。让工人加班,以非常标准的方式工作,不能有任何浪费的动作,这种提高生产效率的方式已经越来越不适用了。
 
此外,不断变化的市场需求,对于制造业的灵活性提出了更高的要求,特别是定制化生产需求越来越多。而那种原创于福特公司的大规模流水线装配作业虽然推动了工业化的进步。在实现更高生产效率的同时,却丧失了灵活性。
 
在这种情况下,融合虚拟与现实生产的“工业4.0”成为了必然选择。在西门子股份公司管理委员会成员、工业业务领域首席执行官鲁思沃看来,网络化生产和数字化制造正在成为决定成败的关键,而现实与虚拟生产相融合得益于创新的软件和强大的硬件。产品生命周期软件可以优化整个产品的生命周期,从最初的产品设计、生产规划,一直到生产实施,并最终服务于用户。
 
“‘工业4.0’不仅仅意味着技术的转变、生产过程的转变,同时也意味着整个管理和组织结构的调整。我们必须放弃孤岛式的想法,要为变革做好准备。我们认为任何一个公司或者国家单打独斗都不可能改变全球的制造企业,这需要我们大家进行协作,各个企业、学科、行业都要进行合作。”鲁思沃说。
 
他举了例子,“就像你买一台新的打印机,把它插在笔记本电脑上就能使用。现在大家都在用‘即插即用’的方式了。我们要实现的就是当一个机器人进入到了生产网络和系统当中,也可以拥有‘即插即用’的能力。”
 
未来的智能工厂中,产品信息都被输入到产品零部件本身,他们会根据自身生产需求,直接与生产系统和设备沟通,发出接下来所需生产过程的指令,指挥设备把自己生产出来。这种自主生产模式能够满足每位用户的定制需求。
 
当人口红利逐渐消失的时候,中国对机器人、无人工厂的需求正在凸显。当然,未来的工厂并不会是真正的“无人工厂”,人将会担当更有挑战性的角色,比如创新、规划、监督和协调机器的运作。“只有这样,机器才会按照人的想法进行运转,制造才会更快、更加高效,才能使用更好的资源,这是制造系统应该去遵循的原则。”鲁思沃说。
责编:李玉琴
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