【儀表網 行業聚焦點】每一個關注制造業新動態的人，想必都不會對“數字化制造”這一名詞感到陌生。但在國內工業領域的生產企業中，究竟有沒有一個活生生的“數字化制造”的樣本呢？事實上，在大連高新技術產業園區，坐落著這樣一家工廠——西門子傳感器與通訊有限公司。從某種程度上講，這家工廠可以稱得上是西門子自身在打造“制造業的未來”這一愿景上，一個非常成功的成果。同時，它為當前國內工業企業推進“數字化制造”，提供的具參照性的鮮活樣本。
西門子大連（SSCL）工廠成立于2006年、建筑面積約1.5萬平方米的工廠，主要業務是生產制造工業過程儀器儀表，如流量計、壓力變送器、物位傳感器、動態稱重產品等，這些產品廣泛應用于油氣、化工、電力、鋼鐵、醫藥等關乎國計民生的重要領域。不難發現，西門子大連工廠之所以能夠成為接近西門子“制造業的未來”愿景，與這家工廠在多個維度上的特點和需求密不可分。
首先，西門子大連工廠所生產的工業過程儀器儀表，是一類兼具高精度、高可靠性、高質量等特點的產品。作為如此高要求產品的生產基地，對于在生產、物流、質量控制等各個方面管控水平的提高，無疑具有非常現實的需求。
其次，西門子大連工廠無論在設備、技術的先進性上，還是在人員團隊上，管理模式和操作模式都代表了西門子在中國地區的高水平之一。例如，到目前為止，西門子大口徑直徑達3米的流量計標定現場就在這家工廠，其水準可見一斑。這樣的基礎，也為工廠實現“數字化工廠”創造出了良好的條件。
當然，大連工廠迫切走向升級的根本推動力，終還是來源于市場需求的轉變。隨著市場需求的不斷發展，過程儀器儀表這類產品在型號上越來越細化，要求在生產上滿足定制化、快速反應、訂單拉動式的生產模式。
西門子大連工廠總經理高興寧（Grosch Christian）談到：“由于儀表的定制化需求特點非常明顯，大連工廠產品線經過各種配置的組合變化，提供的全部產品配置可高達8400萬種，如此可觀的產品細分差異，即使大連工廠已經運轉多年，仍然沒有把所有的產品序列全部生產過。而且在如此龐大的產品序列選項基礎上，每年仍會產生很多新的需求，這對于工廠的各個環節都會提出挑戰。”
在這種趨勢下，大連工廠也迫切需要在生產人員編制、現有資源不變的情況下，實現生產的柔性化和產能的倍增。由此，這家勇于成為產業升級工廠，正式拉開了以通訊與IT為途徑提升全廠價值的序幕。
多種通訊方式的交織共贏
我們常說，工業通訊是貫穿于現代工廠各個環節的“神經系統”。隨著當今工業生產過程中的數據信息越來越多，工業通訊的穩定性和靈活性就變得越發重要。西門子過程自動化與驅動集團工業通訊業務總經理錢曉倫指出：“可以說，一家企業要想實現‘工業4.0’，就要首先實現“數字化制造”，要首先實現‘工業通訊4.0’。工業通訊體系的升級，是整個企業實現整體優化升級的先決條件和基礎。”
對于西門子大連工廠而言，要想實現“工業4.0”的遠期目標，實現“數字化制造”是核心的步驟。打造一套的工業通訊架構也成為了其升級的一個重要途徑。西門子功能靈活、性能穩定可靠的SIMATIC工業識別技術（RFID），覆蓋全廠的SCALANCE工業無線網絡和高可靠、高穩定的SCALANCE工業有線網絡，無疑成為了大連工廠“工業通訊4.0”體系中大的三個亮點。
首先，SIMATICRFID系統的采用，大大改善了生產信息和物流信息追溯的狀況，有力實現了信息流與物質流的實時同步。據了解，當前大連工廠應用的SIMATICRFID系統，可以對產品及其組件的全部在廠環節進行各項信息的追蹤，貫穿全部20多個工序。形象一點地說，產品在大連工廠途經的任何一個環節中，其各項“身份”、“履歷”、“生涯規劃”等檔案信息將會藉由SIMATICRFID系統一路緊緊跟隨在其左右。
對此，高興寧指出，儀器儀表產品的生產工藝非常復雜，包括高溫，高腐蝕的工藝環節，需要不受到這些因素影響的、可耐受極其惡劣工業環境條件的SIMATICRFID系統來實現信息的追溯，而紙質的條碼是無法經過這些工藝考驗的。而且SIMATICRFID標簽可以按批次的循環使用，是一種既方便又經濟的選擇。他談到：“SIMATICRFID的使用，一開始是先廣泛應用在技術條件高的汽車制造業里，今天我們從汽車制造業借鑒這種有價值的技術，將其用于儀表生產中，也正是考慮到了儀表產品生產中在精密、多樣性、定制化和可追溯等方面的現實需求。”
負責工廠制造的經理智新標也談到：“傳統信息追蹤采用的紙質單據，需要操作人員不斷地記錄、核對，不僅可能出現錯誤，而且一旦發生修改，很容易導致延遲甚至信息不對稱。而依靠SIMATICRFID這種工業識別技術，其數據源是統一的，無論是工序的傳遞還是信息的修改都是在系統內自動完成的，不會出現任何錯誤。這種數據源統一的思想，也是智能工廠理念的一個重要體現。”當然，據了解，在SSCL大連工廠中，并非所有的儀表生產線都采用了SIMATICRFID技術實現產品生產過程信息可追溯，條碼識別、及個別環節的紙質單據仍然存在。對于這個細節，智新標道出的理由令人頗受啟發，他說工廠采用SIMATICRFID是因為它的作用明顯，又不受工藝制約。而且有些外協的工藝，進度、狀態追溯起來非常方便。但如果考慮到性價比，在一些產品工藝上，條碼的作用目前還是可以應付的。長期在生產一線負責的智新標，能從生產需求的實際出發，并不一味地追求先進技術應用，而是按需推進技術升級。這是非常值得國內工廠借鑒的務實的經驗。
而SCALANCE工業無線網絡的廣泛應用，同樣是西門子大連工廠的一個亮點。據了解，通過廣泛采用“AC 瘦AP”模式（即由SCALANCE無線局域網控制器對若干SCALANCE無線接入點進行控制、管理、配置的模式）的無線組網方式，大連工廠實現了全廠無線網絡的覆蓋，并使SIMATICRFID系統的信息得以實時接入工廠網絡。在這種模式下，SCALANCE無線局域網控制器不僅可以自動檢測和調整各個SCALANCE無線接入點的負載量，實現其負載均衡；同時還可以根據周圍的無線干擾情況，自動調整SCALANCE無線接入點使用的信道，使其免于受到干擾。以上這些智能化無線組網的功能特點，都保證了整個網絡的健壯性和可靠性。
西門子大連工廠IT部門負責人孫海燕談到：“今后，工廠里會越來越多地出現移動辦公的趨勢，人們不再長期坐在固定的辦公桌前工作，而是隨時會深入到生產車間現場，或是不時移動到各個會議室里。而在這些條件下，都需要能夠隨時隨地聯網辦公，我們必須為這樣的需求做好準備。”所以在大連工廠，一個無處不在的SCALANCE工業無線網絡系統得以搭建起來，不管員工身處辦公環境還是生產環境，都不會感到任何的信息屏蔽和阻礙，達到了系統資源大的優化整合，也實現了信息的大化共享。
在完全依靠有線網絡連接的情況下，任何生產環節和設備的調整、任何布局的優化都可能面臨重新布線，同時還存在較多的線纜損耗、線纜維護的問題，無形中帶來了很高的成本。而采用無線覆蓋后，任何生產布局的優化和調整都不再帶來改變網絡硬件設施的問題，換到任何位置都能夠保持無線網絡連接的暢通無阻。用孫海燕的話說：“無線網絡架構經過一次初始投資之后，幾乎是一勞永逸，它節省的是今后長期的、難以估量的改造和維護成本。”
IT：點石成金的妙手
隨著時間的推移，大連工廠生產的產品種類越來越多，每套產品都會有自己不同的應用，在這種情況下ERP、PLM、MES等系統也陸續投入使用。這就使得大連工廠的IT部門必須要開始考慮，在各種系統應用的復雜環境中，怎么提供一個更穩定更的IT應用平臺。而且隨著客戶的要求越來越高，越來越細化，IT部門也開始更多地投入到業務流程的優化上。
孫海燕談到：“現在，我們的職責是審視各種業務應用，找到哪些地方可以改進，哪些地方可以更加智能化，減少不必要的手工工作。俗話說‘沒有好，只有更好’，這種持續改善的過程幾乎是沒有盡頭的。”
談到當前業界關注的智能化生產，孫海燕認為，智能化的生產單純依靠IT部門或單純依靠生產制造部門都是難以實現的，必須要將兩者結合起來。她指出，生產部門通常會更多地從生產控制、生產過程的角度去著手，而IT部門則會幫助他們做一些軟件上的優化，并充分利用網絡與通訊的力量來挖掘信息帶來的潛力。即便生產部門有再高精尖的制造設備，如果脫離了網絡平臺和通訊平臺，也是運轉不起來的。尤其是現在的智能化生產，很多時候是依靠信息的高速傳輸來實現的，從投入生產到生產制造的每一個工序，每一個步驟，這些都要做一個信息流的控制。
比如，對PLM的應用，就是大連工廠業務協作流程中非常重要的一環。據孫海燕介紹，PLM是從整個產品生命周期的角度進行管理，從初形成市場意向的時候就要開始使用PLM系統，接下來一路從市場分析、市場調查，到產品的研發、圖紙的設計，再到投入生產，一直到產品生命周期的完結，都離不開PLM系統。
這些信息化系統能否發揮大的作用，關鍵的因素還是使用系統的人。各部門的員工是不是有足夠的經驗去把控這個系統的一些應用，是不是能發掘系統的潛力，往往在很大程度上決定了系統實際的應用效果。對此，孫海燕深有感觸：“比如開始，員工對系統的了解只是停留在操作層面，但隨著經驗的不斷豐富，他會開始關注在他的流程里有沒有一些可以優化的地方，或者是否需要對不合理的地方進行改進。逐漸地，他們還會主動運用數據挖掘、數據分析系統和報告系統，對管理工作起到更好的支持作用。”為了滿足各個部門系統使用者這種越來越高的需求，IT部門也會竭盡全力為他們提供支持，比如在挖掘系統原有功能的基礎上，也會自己做一些開發。
讓孫海燕感到欣慰的是，經過多年的配合，大連工廠的生產部門和IT部門的配合越來越緊密，也形成了一些行之有效的合作機制，讓價值的提升越來越流暢。孫海燕談到：“如果IT部門單打獨斗，可發揮的價值并不大，IT必須和業務部門緊密結合，價值才會成倍地體現出來。而且，不僅每個部門的流程可以得到優化，多個業務部門之間協同工作的流程也具有很大的優化潛力，我們IT部門必須要把這種‘催化劑’的作用不斷地體現出來，實現持續的改善。”
高興寧有一番話，恰恰為精辟地指出了工業通訊和IT信息化技術在未來的無窮潛力，這不僅僅是對于西門子大連工廠而言，更是對于整個產業中每一個希望提升競爭力的企業而言的。
他說：“企業要實現‘工業4.0’必須要‘兩條腿走路’，一條腿是實體世界中的自動化，另一條腿則是虛擬化世界的信息化。而首先要構建先進的網絡硬件環境，建立統一的語言系統，并不斷發展下一代智能化的應用，這樣才能真正實現實體世界和虛擬化世界的無縫互聯，包括設計到生產的互聯、移動設備的互聯、機器與機器的互聯和物聯網應用，為‘工業4.0’愿景的真正實現打造出堅實的平臺。”
