西门子数字工厂的再进化:工厂是在破土动工之前“建造”的。
向工业4.0的演进从未停止。西门子数控(南京)有限公司(SNC)新工厂近日投产。在现场建设之前，西门子已经充分应用自身的数字化技术，提前在虚拟世界中打造了工厂的数字化双胞胎，实现了从需求分析、规划设计、建设实施到生产运营的全过程数字化。据介绍，通过打通从研发到生产运营的数据流，新工厂产能提升近2倍，生产效率提升20%，产品上市时间缩短近20%。
多年前，西门子在成都建设第二家数字化工厂时，复制了其在安伯格工厂的经验、技术和流程。然而，新的SNC工厂没有“德国模式”，也没有先例可循。这是西门子的第一个本地数字工厂。
工厂是在破土动工之前“建”起来的。
SNC成立于1996，是西门子运动控制领域除德国以外最大的R&D和制造中心。其主要产品线涵盖数控系统、通用变频器、伺服电机、齿轮电机等产品，广泛应用于汽车、航空、电子、制药、物流、新能源等高端制造业，大量产品出口海外市场。面对日益增长的市场需求，工厂迫切需要扩大产能，提高生产效率和灵活性。于是，新建工厂的需求就诞生了。
什么是原生数字工厂？西门子全球执行副总裁、西门子中国区董事长、总裁兼首席执行官肖松对该报等媒体表示，“原生”是指从设计、规划、建设到生产运营的全生命周期，从零开始，创造性地运用西门子自己的数字化理念和技术，让工厂从无到有，从虚到实。“工厂破土动工前，在虚拟世界中使用西门子软件，完成从工厂需求、分析到竣工、运营的全过程模拟验证。在实际施工过程中，通过大数据分析，进一步优化生产流程，为实际生产提供实时可靠的数据支持，实现数字化制造和管理。”
西门子数控(南京)有限公司新工厂
试想一下，为了生产一支笔，传统的方式是先出图纸，然后调整机床参数做出样品，图纸会传回R&D部门对比修改后再进入生产线。随着数字化技术向制造业各个领域的快速渗透，产品的数字化孪生已经不是什么新鲜事了:产品的设计和制造过程完全可以提前在虚拟世界中模拟出来，通过建模仿真优化设计，可以减少实物调试时间，节省大量材料测试费用。
肖松表示，西门子原生数字化工厂的建成，证明了工厂和生产线可以像产品一样设计，数字化双胞胎可以覆盖产品和工厂的全生命周期，从而实现持续优化的数字化闭环。
在正式破土动工之前，工程师们已经在虚拟世界中完成了工厂的“建造”。“也许你会有疑问。今天谁在没有图纸的情况下建了工厂？没有图纸怎么破土动工？”西门子(中国)有限公司执行副总裁、西门子大中华区数字产业集团总经理王海滨向本报解释，这张“图纸”不是他的“图纸”。确实有建工厂的图纸，有机器设备的图纸，有生产线的图纸。但不同的是，只有设计图纸并不能将工厂、生产线、机器、设备、工艺在计算机环境中“搬”出来模拟实际生产运行，进而验证和优化工厂设计。SNC新工厂在设计的各个环节都进行了虚拟仿真、虚拟调试、虚拟生产和验证，避免了传统设计的试错成本，这是其他工厂还没有做到的重点。
据介绍，在实体建设和运营阶段，新工厂基于西门子工业云的大数据分析及其与工业物联网系统的有机结合，进一步优化生产流程，为实际生产提供实时数据支持，实现数字化制造和管理。新工厂可以生产电子和电机制造两种产品，从原材料、生产设备到工艺流程都完全不同。“在同一屋檐下生产这两种产品，对任何企业来说都是前所未有的挑战。”西门子数控(南京)有限公司总经理周玉荣说。
在没有历史遗留硬件负担的新建“绿地工厂”实施更彻底的数字化应用，意味着比传统工厂更多的投资。但王海滨认为，在进行投资决策时，除了直接可见的成本外，试错成本、错误决策等隐性或间接成本也不容忽视。“从SNC新工厂的经验来看，数字化投资的收益是完全值得的。”
当地R&D和供应商系统将得到加强。
SNC新工厂的设计之初也考虑到了低碳环保。据悉，该工厂利用屋顶光伏系统为工厂运营提供部分清洁能源；利用地源热泵技术提高冬季供暖和夏季供冷的能效；采用高效水泵和风机、热回收装置、雨水回收系统、风光互补LED路灯、智能照明控制系统、太阳能热水系统，最大限度节能减排。上述措施预计每年可节约约506万度电、6286立方米水和3325吨碳排放。
肖松在采访中表示，数字化和低碳化将是未来西门子在中国发展的两个支点。
“虽然疫情给全球经济带来了巨大挑战，但中国作为世界第二大经济体，拥有完整的产业链体系。同时提出了一系列推动经济高质量发展的努力，比如统一大市场，坚定实行改革开放，这对外资企业非常重要。”肖松表示，目前西门子在中国拥有3万多名员工和40多家运营企业，在中国布局了完整的产业链和开放共赢的生态系统。在谈到中国的战略时，他透露，西门子中国将提高其本地R&D和创新能力，并加强与大学和研究机构的合作。
2020年新冠肺炎疫情的爆发，促使全球企业重新思考供应链布局和风险管理。
小宋说，这两年公司整体上把供应链带来的风险降到了最低。为了进一步加强供应链建设，过去一个产品可能只有一个供应商，现在需要增加到两三个供应商来降低风险。加强当地供应商的比例也很重要。以前有些产品是基于全球供应商的，疫情让企业充分认识到必须加强本土供应商的建立和发展。“通过这些措施，我们可以更快地面对未来新的不确定性。”
校对:刘伟