西門子成都數字化工廠是全球第二個數字化工廠，是位于德國安貝格的西門子電子工廠的姊妹工廠，正式名稱是：西門子工業自動化產品成都生產研發基地。接待我們的是該基地的副總經理李永利先生。他曾經于2011年3月至2014年9月在安貝格工廠擔任副廠長，具有十分豐富的實踐經驗。

西門子成都工廠成立與2013年9月，員工370余名，其中工人100多人，每天工作三班，生產西門子工控產品，包括PLC、人機界面、工業PC等，總面積3.53萬平米，其中生產區域3100平米。目前已完成了一期工程，還預留了后面兩期工廠的用地。全部建成后，生產區域面積將達到1萬平米。該工廠生產的產品既有面向中國國內客戶的，也有出口國外的產品。良率達到了驚人的99.9985%，準時交付率達到98.8%。

▲西門子工業自動化產品成都生產研發基地副總經理李永利先生（左）和戴霽明經理

李總首先介紹了西門子的愿景：盡善盡美為客戶。他強調西門子的戰略方針是：質量第一、準時交付和創新，可持續的企業文化。他認為對于工業產品而言，質量非常關鍵，例如風電產品是無人值守，維修非常麻煩，因此，必須確保將質量作為首要目標。

質量的要素包括制造質量、研發質量和原材料的質量。在制造過程，手工操作是容易產生質量問題的關鍵要素，機器可以幫助人不犯錯誤，在成都工廠的生產線上，設計了自動防呆系統，零件盒的指示燈可以工人所需安裝的零件，避免誤操作；通過研發與制造緊密配合，可以規避很多質量問題，例如進行防呆設計；而對于原材料質量，需要推進質量追溯，確保過程數據全程有記錄，可以追溯到原材料的批次。

▲西門子成都數字化工廠的電子組裝生產線

李總指出，西門子成都工廠有50多名研發人員，這樣可以更好、更迅速地滿足本地客戶的需求，實現研發和生產的無縫連接。因為在新產品研發與生產過程中，產品會不斷修改，會存在不同版本在生產過程切換，以及多個版本的產品同時生產的問題。

西門子的工控產品在研發過程中，采用了Siemens PLM Software的全線產品，包括Teamcenter、Tecnomatix、NX等，實現了產品設計數字化、產品仿真、制造過程仿真和產品全生命周期管理。在西門子成都工廠，產品的基礎數據在PLM系統當中，元器件的數據一旦更新，則會自動映射到ERP系統當中，更新材料的采購價格，并通過MES系統更新制造過程中的原材料信息。有些原材料對應的生產工藝有變化，則也會通過系統之間的無縫集成，自動更新。

▲西門子成都工廠的柔性混流裝配線

何謂數字化制造？李總旗幟鮮明地指出，數字化制造不等于全自動化。他認為在未來十到二十年，主流的制造方式將是人機結合。數字化制造的價值，并不是完全用自動化設備取代人，而是幫助人。例如，擰緊螺絲這個工作，人的優勢是靈活、柔性強，可以快速定位，而用電動力矩扳手，可以保證達到工藝和材料要求的擰緊力矩。

這種方式在多品種小批量的生產模式中，是很實用的。而如果要實現全自動，則需要頻繁變更數控程序。他強調，自動化替代人是趨勢，但提高效率是核心要素，而不是成本，質量是關鍵。高質量并不意味著一定需要高成本，自動化的管理與決策實際上比自動化制造更能夠降低成本。

▲西門子成都數字化工廠的自動防呆系統

李總認為，數字化制造另一個重要價值是提高效率。中國制造企業更多地是考慮如何控制成本，而西門子更重視提高效率。通過效率的提高，可以在人工成本不增加的同時，增加產能。例如，西門子安貝格工廠1990年投產，當時是1萬平米，1000名員工。25年之后，產能翻了七番，但面積和人員沒有增加。安貝格工廠的產品有幾百種，每個訂單都包含多種產品。

因此，西門子成都工廠綜合應用了SAP ERP系統和西門子Simatic IT MES系統。ERP系統接到訂單之后，自動告知補庫，自動計算物料消耗。如果在生產過程中，有一個元器件有問題，則系統會自動停止使用了該器件的產品生產，這些工作可以替代很多白領。

例如整個西門子成都工廠的倉庫管理人員只有12個人，每個班次只有4個人。所以，未來企業的管理，可以更多的通過使用軟件來替代管理人員。西門子在蘇州和德國紐倫堡的倉庫與生產通過MES系統緊密聯系。西門子成都工廠大部分設備是自動采集數據，也大量應用了RFID。在生產過程中，如果數據沒有完成采集，流程就通不過。設備的狀態，如貼片機和烘箱，通過工業以太網來進行數據采集。

▲西門子成都數字化工廠柔性裝配線的員工工作臺

西門子成都工廠的戴霽明經理帶我們實地參觀了工廠的生產現場和立體倉庫。生產現場面積不是很大，工人也不多，設備布局很緊湊，自動化程度很高，這是我的第一印象。

在廠區的參觀通道旁邊，通過一面展示墻展示了西門子數字化工廠的數字化研發、數字化生產、數字化物流和數字化質量管理體系。其中，質量看板通過西門子的MES系統可以實時顯示質量看板，通過不斷鉆取，查詢出現質量問題和不同維度的質量統計信息。另一個屏幕則顯示了對制造與裝配過程的仿真。

生產現場在大樓的二層，現場有兩條前道工序，主要是電路板組裝生產線。中間通過自動化的立體中轉庫，將已加工好的電路板和其他零部件轉送到后續的五條產品組裝生產線，完成產品的裝配和包裝。在各個關鍵工序設置了電子看板，生產過程大部分是自動化，員工更多地工作時在處理異常情況，監控設備運行，進行產品的復檢等。戴經理介紹，生產場地的地面有很多圓孔，設備的線纜通過圓孔轉到地板下面來連接，便于靈活調整設備的布局。

令我印象最深刻的是，整個生產過程是無紙化的，而且實現了混流生產。產品組裝的生產線布局是在中間的循環導軌兩側布置了裝配各種元器件的設備。導軌上有標準的托盤，托盤上面是半成品，每個產品都不一樣。MES系統會自動根據生產工藝，將托盤從導軌轉移到設備的導軌上，將產品移動到某臺設備之中完成相應工序。這種混流生產的模式用于工控產品的生產效率極高。我認為，標準化、系列化和模塊化設計是實現電子產品混流生產的基礎。它不同于汽車行業總裝的混流生產，具有很強的靈活性。大部分設備是自動生產，個別工位采用人工。我想這就是權衡了人和機器各自的優勢之后的最佳選擇。

參觀完生產線之后，我們實體觀摩了立體倉庫。該倉庫高達18米，運動控制精度很高，實現了物流管理的全自動，通過生產訂單驅動，到自動倉庫取貨和補貨。成品并不進入該倉庫，而是裝配和包裝完了直接發運。

通過此次觀摩，我初步領略了西門子數字化工廠的內涵：

1）從產品研發、訂單處理到生產調度、數據采集，通過多個信息系統的無縫集成實現閉環；

2）通過數字技術的應用，實現高效率、高質量；

3）通過MES系統和柔性的生產線，實現電子產品的混流生產；

4）通過人機協作，實現高效生產。

在參觀過程中，我不斷在回味工業4.0的核心CPS（Cyber Physical System）的含義。的確，CPS需要實現信息系統之間，信息系統與人、信息系統與設備之間的互聯。

那么，西門子成都工廠是否已經完全實現工業4.0？ 我想，答案實際上是：工業創新是一個長期的持續改進的過程。工業4.0是一個愿景，不論是西門子還是其他的工業巨頭，都在不斷改進，結合自身的產品特點，尋找一條走向工業4.0的路線圖。