揭秘西門子全球首座原生數字化工廠的數字化規劃路徑
http://www.moduwu.com 2022-07-18 10:01 來源：西門子工業業務領域
如果在搜索引擎里輸入“數字化工廠”這個關鍵詞，可以檢索出3700多萬條信息。或是先進機器對傳統人力的解放，或是數據分析對業務流程的提升，或是從研發到制造的數據打通……種種提升工廠關鍵KPI的美好愿景，使眾多制造企業對數字化工廠心生向往。
相較于傳統工廠，轉型升級后的數字化工廠有著光鮮的“外表”。然而，企業更關心的，卻是其“內在”能否真正帶來效率的提升、成本的降低和運營的優化？如果答案是肯定的，要如何實現工廠的數字化升級？對這些問題的疑慮，正是許多制造企業遲遲未能行動的原因。
西門子深耕數字化轉型管理和咨詢的專業團隊——西門子艾聞達，正在用專精的知識和前沿的技術，讓實施數字化的成果呈現眼前，讓實現數字化的路徑清晰可見，從而打消決策者的疑慮，讓他們從容擁抱數字化未來。
►►►工業4.0引領者再度起航
近日，西門子數控（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字化工廠，也是西門子以躬身實踐為建設數字化工廠這門 “專業考試”書寫的一份優秀“答卷”。
1996年，備受期待的SNC落地金陵。然而，隨著二十多年來業務的飛速增長，SNC原有的老工廠產能已經不能完全消化旺盛的市場需求，籌建新工廠勢在必行。作為工業4.0的引領者和踐行者，在擁有數字化工廠規劃和運營先進經驗的基礎上，西門子再次選擇在中國打造一座精益數字化工廠。
SNC新工廠的建設并非易事。早在2005年，老工廠便系統地推行了精益生產，通過盡量減少甚至消除搬運、等待、加工、庫存等各個流程的浪費，分析最佳制造流程，規劃最優物流路徑，如同大樓的“地基”般為自動化和數字化的提質增效打下了扎實的基礎。但是，如何進一步借助數字化技術，為精益插上翅膀，提升企業的核心競爭力，對工廠來說無疑是一項挑戰。
眾所周知，工廠的運營是一個動態的過程，訂單、人員、設備、供應鏈等各個要素的波動都會對工廠運營產生“牽一發而動全身”的影響。面對設計如此復雜的工廠，最優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，對數字化工廠的規劃就如同繪制好的航海圖，幫助企業避開暗礁，順利抵達數字化彼岸。
►►►心有羅盤，路在腳下
借助西門子數字化技術，西門子艾聞達早在SNC新工廠概念設計階段就為工廠建立了完整的數字孿生模型。基于未來的市場需求，西門子艾聞達通過價值流仿真，能夠快速驗證不同的生產制造策略對未來工廠產生的影響，從而選取最優方案。在詳細規劃完成后，工廠管理層甚至可以戴上VR眼鏡，“走進”未來工廠，“實地”參觀工廠里的運營場景。而這一切，最終都將幫助工廠更高效、更科學地進行決策。
SNC新工廠首次把電子工廠和電機工廠集成在同一制造基地，而這兩大類產品的原材料、生產工藝要求、生產組織方式均截然不同。單從倉儲環節來看，由于兩種產品的包裝方式和物料容器具有較大差異，倉儲儲存和物流配送的管理復雜度都會直線提升。在艾聞達的規劃下，這個問題在最初設計階段便迎刃而解。
西門子艾聞達咨詢副總裁、全球合伙人石建偉表示：“西門子艾聞達運用數字孿生技術，對未來新工廠的規劃方案進行仿真建模，在虛擬環境中快速模擬未來工廠的運行情況，在規劃階段就能避免在實際運營過程中可能出現的問題。同時，結合廠房BIM模型，能更高效地評估廠房結構對布局的影響，快速調整方案，達到工廠布局與廠房結構設計的完美結合。因此，與傳統的工廠規劃相比，我們將從規劃到運營的總時間縮短了將近三分之一。”
△ 規劃階段，SNC新工廠仿真模型。
管中窺豹——SNC對數字化新工廠建設的需求，也是很多中國工業企業的縮影。如何建設面向未來的數字化工廠以迎接市場挑戰？未來工廠的最佳物料流和布局是什么樣的？如何借助數字化技術來加快新工廠規劃的速度？如何尋找最優的規劃方案？凡此種種，未來的不確定性使企業管理者很難在短時間內做出正確的決策。
工廠規劃的本身就是一個多系統協同耦合的復雜過程，西門子艾聞達能夠運用科學的數字化工廠規劃方法論，融合精益化、自動化和數字化，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”，清晰地知曉車間里最優的物流路徑、最佳的資源利用以及最高效的生產模式，將未來數字化工廠的 “樣貌”和數字化預期成果清晰地呈現在決策者面前。
►►►因地制宜，隨機應變
實施數字化轉型后，SNC的生產效率提升20%，產品上市時間縮短25%，柔性制造能力大幅增強30%。從引進德國技術到實現本地化研發，SNC的發展節奏恰好和中國智能制造戰略發展的曲調相“協奏”。
△ 建成并投入運營的SNC新工廠實景圖。
放眼整個中國工業界，并不是所有制造企業都有能力和機會從零開始建設一座數字化工廠。更多制造企業工廠已經運營多年，普遍存在產能低效、數字化程度低、生產成本高、浪費嚴重、工廠運營效率低等現象，嚴重影響企業的利潤收益，數字化轉型升級迫在眉睫。
面對這種情況，西門子艾聞達也有一整套解決方案。通過對客戶工廠現狀從精益化、自動化和數字化三個維度進行整體評估，幫助客戶制定具體的數字化轉型路線。憑借西門子在數字化領域的深厚積累、對卓越運營的深刻見解及標桿工廠實踐經驗，艾聞達已成功幫助數十家企業完成數字化工廠的規劃，助力企業實現數字化變革。
以整機裝配行業某客戶為例，依據企業的未來發展戰略，西門子艾聞達為其描繪了全面的數字化藍圖，通過“精益化、自動化與數字化”三化融合的手段，使該企業生產效率提升了65%，一線人力的需求減少了40%。這家企業在去年年底也被國家工信部評為“2021年度智能制造試點示范工廠”。
在服務多家企業的過程中，西門子艾聞達也對產業有了更加深入的認知。正如石建偉強調：“如同農民種植作物要因地制宜，醫生治療病癥要對癥下藥——每家企業自身的基礎條件不同，所處的市場環境不同，面對的挑戰也不同，所以并不存在‘放之四海而皆準’的數字化實施路線圖。而這正是咨詢規劃的價值所在。”
現在，SNC新工廠已經正式投入運營，但這并不意味著工廠的數字化升級畫上了句號。未來的市場和外部環境就像海上的天氣一般風云多變，最優的應對策略就是“因勢利導，敏捷應對”——即提前做好長期具有前瞻性的規劃，再在短期內根據變化進行不斷迭代和優化，從而在復雜多變的市場環境下立于不敗之地。
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