世界各地的制造业再次崛起。德国政府近年提出的“工业4.0”战略和中国政府的“十二五”规划都强调“工业化”和“信息化”融合的重要性，数字化是制造业未来发展的必然方向。整个生产过程的数字化无疑是实现两个产业融合的唯一途径。

世界各地的制造业再次崛起。德国政府近年提出的“工业4.0”战略和中国政府的“十二五”规划都强调“工业化”和“信息化”融合的重要性，数字化是制造业未来发展的必然方向。整个生产过程的数字化无疑是实现两个产业融合的唯一途径。

在基于信息物理融合系统的工业4.0概念开始时，西门子再次闻到了新一轮工业革命的气息。西门子以物联网、云计算、大数据、工业以太网等技术为目标，集成了世界上最先进的生产管理系统和生产过程软硬件，如西门子制造执行系统(mes) simatic it、西门子产品生命周期管理(plm)软件、工业工程设计软件(comos)、完全集成自动化(tia)、完全集成驱动系统(ids)等。

对于正在进行制造业转型升级的中国来说，西门子的数字化企业无疑提供了一个很好的参考样本。中国企业在分享其“积累”所带来的好处时，或许能够从西门子通往工业4.0的路线图中解读出更多信息。

潜在的

行业趋势

数字化和技术的概念引领着制造转型

数字化制造意味着生产单位和流程在虚拟生产世界中拥有自己的“数字拷贝”，制造企业将能够大大提高生产率。

几天前，第十六届中国国际工业博览会在上海举行。共有2000家参展商参加了展览，他们带来了新开发的设备来迎接观众。面对经济和技术的变化给全球制造业带来的巨大变革挑战，整个工业领域都在经历着制造业的巨大变革，“数字化”的概念和技术已经成为最热门的术语。

这一变化在展厅中得到了生动的展示。

记者在西门子展台上看到，他们制作了“数字制造”的产品图，该产品图侧重于几大主题，如“数字企业平台”、“完全集成自动化(tia)”、“完全集成驱动系统(ids)”、“过程自动化”、“能效”和“服务”，涵盖工业软件、数字硬件和数据驱动服务

abb展台距离西门子展台仅一步之遥，展示的智能产品包括双臂机器人、小型机器人irb1200、中压传输产品acs580mv、“i- Home”无线智能家居系统等。

在解释数字化制造给制造企业带来的优势时，西门子(中国)有限公司执行副总裁兼数字化工厂集团总经理王海滨表示:“数字化制造意味着生产单元和流程在虚拟生产世界中拥有自己的‘数字拷贝’。”因此，企业可以模拟和计算生产，使虚拟生产世界与现实生产世界融合。制造企业将能够显著提高生产率，缩短上市时间，并提高生产灵活性。”

事实上，近年来，发达国家不断调整经济发展战略，振兴制造业。

美国正在对其工业生产效率和质量进行大量投资，以确保社会和经济繁荣，他们称之为“美国制造业的复兴”。

在欧洲，来自德国工业界、政府和学术界的专家于2013年4月首次发布了实施工业4.0的战略提案。德国的“工业4.0”战略是德国政府确定的2020年国家战略，体现了以创新制造技术优势发展新型工业化的目标。这是为进一步抵御欧洲主权债务危机对我国的冲击，增强国际竞争力，有效应对消费者个性化、多样化的市场需求而提出的产业升级计划。它是为“工业1.0”(机械制造设备的介绍)和“工业2.0”(电气化的应用)

工业4.0战略侧重于通过信息和通信技术(ict)和网络物理系统的深入应用，在工业技术领域研发和创新新一代关键技术，这将大大降低生产成本和提高生产效率，并促进产品功能多样化、个性化和产品性能。

对此，原工业和信息化部部长李表示，“工业4.0”战略是第三次工业革命的体现。其内容是利用物联网为互联网服务，连接制造业的物理生命单元。然后，它与传感器、终端系统、智能控制系统和通信设施相结合，使得制造业的物理和生理单元、机器和机床具有计算、设计和精确控制通信的能力。

手术

变化的技巧

工业4.0可能需要20年才能真正到来

制造业的发展趋势是更加重视产品生命周期的管理。过去推出一辆新车需要七八年，但现在两三年就足够了。

西门子今年5月发布了《2020年公司愿景》，并提出公司未来将重点关注电气化、自动化和数字化。

在工业4.0时代，虚拟世界将与现实世界高度融合。通过计算、自主控制和网络，人、机器和信息被连接和整合。现有技术和创新将被整合到一个数字企业平台中。在生产开始之前，产品开发过程和生产过程中的所有环节都可以并行模拟。目前，西门子工业自动化产品R&D生产基地(sewc)正在对这一胚胎梦想进行最新的探索。

当西门子成都工厂开发和生产新产品时，它将拥有自己的数据信息。这些数据在R&D生产和物流的每个环节都不断得到丰富，并实时存储在数据平台中。这家工厂的运作是基于这些数据基础的。erp、plm(产品生命周期管理系统)、mes(制造执行系统)、控制系统和供应链管理都实现了无缝的信息互联，从而创造了一个透明的工厂图景。

例如，在缩短上市时间方面，sewc以数字方式模拟和模拟设计的产品，从而节省原型制作的时间。设计人员在修改设计内容时，也可以通过通用数据库将修改后的内容直接传送到生产线上，从而节省了制造过程中的修改时间，使产品能够尽快上市。

同时，sewc还通过高度数字化和自动化提高了生产效率。在传统的工厂里，生产计划的负责人每天都要发布生产工作指令，然后组长将生产任务分配给每个工人。Sewc省略了这些步骤，直接在触摸屏上显示生产工单。

在质量检验中，系统将通过数据库检查以前的过程，从而获得产品质量。

我们可以描述sewc的“数字世界和物理世界的无缝连接”:如果你是一家汽车制造商的负责人，你认为最理想的生产环境是什么？例如，您收到了生产200辆卡车和200辆汽车的订单。你想先生产200辆卡车，还是想把大型卡车和轿车交替混合？

如果首先生产200辆卡车，将会产生大量的待售货物，并会占用更多的现金流。理想的生产情况是进行灵活的小批量和多批量生产，使生产能够均匀、连续，使待售库存最佳，生产过程中原材料消耗更少，现金流更顺畅。

对此，王海滨表示:“制造业的发展趋势在于更加注重产品生命周期的管理。过去推出一辆新车需要七八年，但现在两三年就足够了。这是未来的趋势。核心在于如何加快产品设计、生产、上市和服务的时间，以及如何缩短整个过程的时间。”

当然，这种变化将是一个渐进的过程，工业4.0的真正到来可能需要大约20年的时间。他称这个“渐进过程”为“工业3.x”。

“工业3.x”在中国的许多领域都有应用

例如，如果生产一支笔并使用plm软件，那么从R&D到基于相同数据平台的制造，耗时、耗力且成本高昂的过程可以节省下来。

目前，西门子已经在中国的许多领域应用了“工业3.x”模式。

以华润水泥(封开)有限公司节能增效解决方案为例:水泥原料约80%为石灰石，分布在石灰石矿丰富的山区。华润水泥(封开)有限公司石灰石矿位于距生产基地63公里的山区。如果用汽车运输原材料，成本约为11.3万元/天，这将带来巨大的运输和能源消耗成本。经过精心规划，华润丰凯水泥在石灰石矿和生产基地之间修建了一条运输带走廊。

整个带状走廊规划为52公里(一期40公里已建成并投入运营)，相当于北京三环路的全长。从卫星上也可以清楚地看到，年运输能力为1000万吨，是世界水泥行业中最高的。

需要控制不同节点电机的同步运行，以使40公里的皮带走廊能够承载5000吨以上的物料。为保证运输稳定，皮带走廊分为三段，均采用simatic pcs7控制系统。张力传感器安装在皮带的不同节点上。控制系统根据张力反馈通过变频器调节各电机的转速，可使皮带在15分钟内快速启动。

石灰石从矿山运到工厂只需要两个小时。在西门子技术的帮助下，皮带廊以低成本高效运行。与汽车运输相比，每年可节约1.79亿元人民币、1.4万吨燃油和4.2万吨二氧化碳，这让华润以密封水泥为荣。

亚洲浆纸集团(app)是亚洲最大的浆纸制造商之一，也是另一个典范——在完全集成的驱动系统的帮助下，能耗和二氧化碳排放大大降低。结果，造纸厂的每条生产线每年节省数千万元，平均每年停机时间保持在最低的12.5小时。

此外，汽车制造设备制造商科马(上海)工程有限公司利用西门子的产品生命周期软件，借助虚拟仿真技术，发现设计中的缺陷和问题，并在投产前进行纠正，使设计和规划实现了“所见即所得”(生产线仿真的准确率为98%)，缩短了20%-30%的上市时间。

西门子(中国)有限公司工业业务驱动技术组总经理林斌对这一变化的描述如下:“例如，生产一支笔，传统的做法是先画图，然后调整机床参数开模制样，再将图返回R&D部门进行比较和修改后再进入生产线。然而，使用产品生命周期管理(plm)软件，基于从R&D到制造的相同数据平台，这种笔的特性、长度、直径等参数可以在设计期间直接与下游加工机器的数据同步，并且设计可以通过仿真来完成，并且可以直接投入生产，而根本不需要图纸。改变了传统的生产节奏，省时省力。”

通道

问路

国家发展和改革委员会宏观经济研究所研究员王海峰

应该有更灵活的制造和生产

随着工业4.0概念的深化，一场新的工业革命即将席卷全球。如何帮助企业实现更高的效率和生产率、更短的上市时间和更大的灵活性。

国家发展和改革委员会宏观经济研究所研究员王海峰博士说，中国的工业在过去的几十年里取得了巨大的进步，这非常令人鼓舞，也引起了全世界的关注。现在中国的工业发展到了一个新的阶段，中国制造的产品越来越先进，如高速铁路、计算机、先进机械、汽车、飞机和宇宙飞船。中国的制造业和工业一切皆有可能，他们都有能力制造。

在王海峰看来，一件不可忽视的事情是，在过去，产业结构非常清晰，各种公司可以通过规模效应降低成本，促进每个生产过程的生产率提高，但这样的时代已经一去不复返了。随着全球化的进一步加速，资源变得更加稀缺，国际价值链不断诞生。在这样一个全球竞争的环境中，我们必须有更灵活的制造和生产。

西门子公司管理委员会成员、工业领域首席执行官卢思沃教授也持相同观点。他说，今天我们不仅要强调员工的生产力，还要使整个企业在资源和能源上更有效率。今天，我们不仅要提高生产速度，还要缩短上市时间。当一个新的产品概念出现，消费者可以使用它时，时间会不断缩短，尽管产品本身变得越来越复杂，产品的版本也越来越多。

“今天，我们必须满足客户更复杂的需求。现在，客户可以在线配置和定制产品，只需点击一下鼠标就可以完成一站式交付。”卢瑟福说，这使得制造业面临前所未有的快速变化。在这个新世界里，过去的方法或秘密不再能带来持久的竞争优势。

卢瑟福提醒说，企业需要为硬件和软件做好准备，以开启数字制造时代。应满足基本的自动化条件。如果车间的机械设备没有实现自动化，设备没有与自动化连接，没有覆盖全厂的通信网络，很难实现自动化改造。