相較于傳統(tǒng)工廠，轉(zhuǎn)型升級(jí)后的數(shù)字化工廠有著光鮮的“外表”。然而，企業(yè)更關(guān)心的，卻是其“內(nèi)在”能否真正帶來(lái)效率的提升、成本的降低和運(yùn)營(yíng)的優(yōu)化？如果答案是肯定的，要如何實(shí)現(xiàn)工廠的數(shù)字化升級(jí)？對(duì)這些問題的疑慮，正是許多制造企業(yè)遲遲未能行動(dòng)的原因。
如果在搜索引擎里輸入“數(shù)字化工廠”這個(gè)關(guān)鍵詞，可以檢索出3700多萬(wàn)條信息。或是先進(jìn)機(jī)器對(duì)傳統(tǒng)人力的解放，或是數(shù)據(jù)分析對(duì)業(yè)務(wù)流程的提升，或是從研發(fā)到制造的數(shù)據(jù)打通……種種提升工廠關(guān)鍵KPI的美好愿景，使眾多制造企業(yè)對(duì)數(shù)字化工廠心生向往。
相較于傳統(tǒng)工廠，轉(zhuǎn)型升級(jí)后的數(shù)字化工廠有著光鮮的“外表”。然而，企業(yè)更關(guān)心的，卻是其“內(nèi)在”能否真正帶來(lái)效率的提升、成本的降低和運(yùn)營(yíng)的優(yōu)化？如果答案是肯定的，要如何實(shí)現(xiàn)工廠的數(shù)字化升級(jí)？對(duì)這些問題的疑慮，正是許多制造企業(yè)遲遲未能行動(dòng)的原因。
西門子深耕數(shù)字化轉(zhuǎn)型管理和咨詢的專業(yè)團(tuán)隊(duì)——西門子艾聞達(dá)，正在用專精的知識(shí)和前沿的技術(shù)，讓實(shí)施數(shù)字化的成果呈現(xiàn)眼前，讓實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的路徑清晰可見，從而打消決策者的疑慮，讓他們從容擁抱數(shù)字化未來(lái)。
工業(yè)4.0引領(lǐng)者再度起航
近日，西門子數(shù)控（南京）有限公司（SNC）新工廠正式揭幕。這是西門子在全球的首座全集成原生數(shù)字化工廠，也是西門子以躬身實(shí)踐為建設(shè)數(shù)字化工廠這門 “專業(yè)考試”書寫的一份優(yōu)秀“答卷”。
1996年，備受期待的SNC落地金陵。然而，隨著二十多年來(lái)業(yè)務(wù)的飛速增長(zhǎng)，SNC原有的老工廠產(chǎn)能已經(jīng)不能完全消化旺盛的市場(chǎng)需求，籌建新工廠勢(shì)在必行。作為工業(yè)4.0的引領(lǐng)者和踐行者，在擁有數(shù)字化工廠規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，西門子再次選擇在中國(guó)打造一座精益數(shù)字化工廠。
SNC新工廠的建設(shè)并非易事。早在2005年，老工廠便系統(tǒng)地推行了精益生產(chǎn)，通過盡量減少甚至消除搬運(yùn)、等待、加工、庫(kù)存等各個(gè)流程的浪費(fèi)，分析最佳制造流程，規(guī)劃最優(yōu)物流路徑，如同大樓的“地基”般為自動(dòng)化和數(shù)字化的提質(zhì)增效打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。但是，如何進(jìn)一步借助數(shù)字化技術(shù)，為精益插上翅膀，提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)工廠來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
眾所周知，工廠的運(yùn)營(yíng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，訂單、人員、設(shè)備、供應(yīng)鏈等各個(gè)要素的波動(dòng)都會(huì)對(duì)工廠運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的影響。面對(duì)設(shè)計(jì)如此復(fù)雜的工廠，最優(yōu)的解決方案就是把一切可能的問題消滅在萌芽之初。因此，在起航之初，對(duì)數(shù)字化工廠的規(guī)劃就如同繪制好的航海圖，幫助企業(yè)避開暗礁，順利抵達(dá)數(shù)字化彼岸。
心有羅盤，路在腳下
借助西門子數(shù)字化技術(shù)，西門子艾聞達(dá)早在SNC新工廠概念設(shè)計(jì)階段就為工廠建立了完整的數(shù)字孿生模型。基于未來(lái)的市場(chǎng)需求，西門子艾聞達(dá)通過價(jià)值流仿真，能夠快速驗(yàn)證不同的生產(chǎn)制造策略對(duì)未來(lái)工廠產(chǎn)生的影響，從而選取最優(yōu)方案。在詳細(xì)規(guī)劃完成后，工廠管理層甚至可以戴上VR眼鏡，“走進(jìn)”未來(lái)工廠，“實(shí)地”參觀工廠里的運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景。而這一切，最終都將幫助工廠更高效、更科學(xué)地進(jìn)行決策。
SNC新工廠首次把電子工廠和電機(jī)工廠集成在同一制造基地，而這兩大類產(chǎn)品的原材料、生產(chǎn)工藝要求、生產(chǎn)組織方式均截然不同。單從倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)來(lái)看，由于兩種產(chǎn)品的包裝方式和物料容器具有較大差異，倉(cāng)儲(chǔ)儲(chǔ)存和物流配送的管理復(fù)雜度都會(huì)直線提升。在艾聞達(dá)的規(guī)劃下，這個(gè)問題在最初設(shè)計(jì)階段便迎刃而解。
西門子艾聞達(dá)咨詢副總裁、全球合伙人石建偉表示：“西門子艾聞達(dá)運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)，對(duì)未來(lái)新工廠的規(guī)劃方案進(jìn)行仿真建模，在虛擬環(huán)境中快速模擬未來(lái)工廠的運(yùn)行情況，在規(guī)劃階段就能避免在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過程中可能出現(xiàn)的問題。同時(shí)，結(jié)合廠房BIM模型，能更高效地評(píng)估廠房結(jié)構(gòu)對(duì)布局的影響，快速調(diào)整方案，達(dá)到工廠布局與廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完美結(jié)合。因此，與傳統(tǒng)的工廠規(guī)劃相比，我們將從規(guī)劃到運(yùn)營(yíng)的總時(shí)間縮短了將近三分之一。”
規(guī)劃階段，SNC新工廠仿真模型
管中窺豹——SNC對(duì)數(shù)字化新工廠建設(shè)的需求，也是很多中國(guó)工業(yè)企業(yè)的縮影。如何建設(shè)面向未來(lái)的數(shù)字化工廠以迎接市場(chǎng)挑戰(zhàn)？未來(lái)工廠的最佳物料流和布局是什么樣的？如何借助數(shù)字化技術(shù)來(lái)加快新工廠規(guī)劃的速度？如何尋找最優(yōu)的規(guī)劃方案？凡此種種，未來(lái)的不確定性使企業(yè)管理者很難在短時(shí)間內(nèi)做出正確的決策。
工廠規(guī)劃的本身就是一個(gè)多系統(tǒng)協(xié)同耦合的復(fù)雜過程，西門子艾聞達(dá)能夠運(yùn)用科學(xué)的數(shù)字化工廠規(guī)劃方法論，融合精益化、自動(dòng)化和數(shù)字化，使得工廠在澆筑第一罐混凝土之前，管理者就能在虛擬世界里完成工廠的“建設(shè)”，清晰地知曉車間里最優(yōu)的物流路徑、最佳的資源利用以及最高效的生產(chǎn)模式，將未來(lái)數(shù)字化工廠的 “樣貌”和數(shù)字化預(yù)期成果清晰地呈現(xiàn)在決策者面前。
因地制宜，隨機(jī)應(yīng)變
實(shí)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型后，SNC的生產(chǎn)效率提升20%，產(chǎn)品上市時(shí)間縮短25%，柔性制造能力大幅增強(qiáng)30%。從引進(jìn)德國(guó)技術(shù)到實(shí)現(xiàn)本地化研發(fā)，SNC的發(fā)展節(jié)奏恰好和中國(guó)智能制造戰(zhàn)略發(fā)展的曲調(diào)相“協(xié)奏”。
建成并投入運(yùn)營(yíng)的SNC新工廠實(shí)景圖
放眼整個(gè)中國(guó)工業(yè)界，并不是所有制造企業(yè)都有能力和機(jī)會(huì)從零開始建設(shè)一座數(shù)字化工廠。更多制造企業(yè)工廠已經(jīng)運(yùn)營(yíng)多年，普遍存在產(chǎn)能低效、數(shù)字化程度低、生產(chǎn)成本高、浪費(fèi)嚴(yán)重、工廠運(yùn)營(yíng)效率低等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響企業(yè)的利潤(rùn)收益，數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)迫在眉睫。
面對(duì)這種情況，西門子艾聞達(dá)也有一整套解決方案。通過對(duì)客戶工廠現(xiàn)狀從精益化、自動(dòng)化和數(shù)字化三個(gè)維度進(jìn)行整體評(píng)估，幫助客戶制定具體的數(shù)字化轉(zhuǎn)型路線。憑借西門子在數(shù)字化領(lǐng)域的深厚積累、對(duì)卓越運(yùn)營(yíng)的深刻見解及標(biāo)桿工廠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，艾聞達(dá)已成功幫助數(shù)十家企業(yè)完成數(shù)字化工廠的規(guī)劃，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變革。
以整機(jī)裝配行業(yè)某客戶為例，依據(jù)企業(yè)的未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略，西門子艾聞達(dá)為其描繪了全面的數(shù)字化藍(lán)圖，通過“精益化、自動(dòng)化與數(shù)字化”三化融合的手段，使該企業(yè)生產(chǎn)效率提升了65%，一線人力的需求減少了40%。這家企業(yè)在去年年底也被國(guó)家工信部評(píng)為“2021年度智能制造試點(diǎn)示范工廠”。
在服務(wù)多家企業(yè)的過程中，西門子艾聞達(dá)也對(duì)產(chǎn)業(yè)有了更加深入的認(rèn)知。正如石建偉強(qiáng)調(diào)：“如同農(nóng)民種植作物要因地制宜，醫(yī)生治療病癥要對(duì)癥下藥——每家企業(yè)自身的基礎(chǔ)條件不同，所處的市場(chǎng)環(huán)境不同，面對(duì)的挑戰(zhàn)也不同，所以并不存在‘放之四海而皆準(zhǔn)’的數(shù)字化實(shí)施路線圖。而這正是咨詢規(guī)劃的價(jià)值所在。”
現(xiàn)在，SNC新工廠已經(jīng)正式投入運(yùn)營(yíng)，但這并不意味著工廠的數(shù)字化升級(jí)畫上了句號(hào)。未來(lái)的市場(chǎng)和外部環(huán)境就像海上的天氣一般風(fēng)云多變，最優(yōu)的應(yīng)對(duì)策略就是“因勢(shì)利導(dǎo)，敏捷應(yīng)對(duì)”——即提前做好長(zhǎng)期具有前瞻性的規(guī)劃，再在短期內(nèi)根據(jù)變化進(jìn)行不斷迭代和優(yōu)化，從而在復(fù)雜多變的市場(chǎng)環(huán)境下立于不敗之地。
