在德國巴伐利亞州東部小城紐倫堡,有一座外形很不起眼的工廠,然而又有誰能想到,這里是被稱為歐洲乃至全球最先進的工廠之一。
這是西門子的未來工廠,也是最具工業(yè)4.0代表性的地方,安貝格電子制造工廠(德文縮寫:EWA),全球第一家純數字化工廠。
EWA建于1989年,主要生產Simatic(西門子自動化系列產品品牌統(tǒng)稱)可編程邏輯控制器(PLC,類似電腦里的CPU),用于實現(xiàn)機器設備的自動化,涉及領域覆蓋從汽車制造到制藥等多行業(yè)。
一般來說,汽車制造廠只需要50至100套Simatic控制系統(tǒng),一個石油平臺只需使用5到20套,而在EWA工廠,產品種類近1000種。
安貝格西門子電子工廠面積10.8萬平方英尺(1萬零33平方米),能夠協(xié)調從生產線到產品配送等一切要素,從倉儲到生產都實現(xiàn)了智能自動化。
自建成以來,在工廠未擴建,人員為增加的情況下,產能提升了8倍,產品質量提升40倍,且還在逐漸提升。
EWA門禁森嚴,獲得允許入內的訪客都要穿上白色大褂,除塵、去靜電處理,與廠內工作人員的藍色大褂區(qū)分開。
歷來只有1人破例穿上了和工作人員一樣的藍色大褂,這個人是德國總理默克爾。
德國最先提出工業(yè)4.0,并且和其他國家的都不同,默克爾壓力大啊,但是看完西門子EWA工廠,感覺心頭一塊大石可以落地了。
EWA內部,干凈整潔,做了無菌處理,在這里想要找到點灰塵如同大海撈針。
齊胸高的機箱整齊排列,在機箱中間是監(jiān)控顯示器,不間斷地滾動顯示大量數據。
西門子世界領先的PLC供應商,作為西門子的示范工廠,每年EWA要生產超過1200萬Simatic產品,處理將近30億個元器件,1年230個工作日,照此計算,EWA的生產線上每秒要產出1個控制單元。
而產品合格率竟然高達99.99885%。
改變生產方式的超級工廠EWA
在EWA工廠,75%的工序是由設備和電腦自主完成的。只有在生產過程開始之初,需要由人將原始部件放在生產線上。之后,一切步驟都自動進行。
每個元件都有自己的條形碼,里邊記錄了元件的“身份信息”,并在虛擬環(huán)境下進行了生產流程規(guī)劃,有各自的“目的地”,通過條形碼,元件可與生產設備直接通信,告訴生產設備自己應該在什么時間、哪條生產線或哪個工藝過程出現(xiàn),以及操作要求和步驟。
在磁懸浮傳送線路的分岔路口,元件會暫停1-2秒,然后選擇正確的方向。
到達加工中心后,元件經掃描被識別出來,生產設備會實時調用全部加工信息,并自動調整生產參數。
值得注意的是,Simatic單元的生產是由Simatic單元來控制的,每條生產線上都有大約1000個Simatic控制器。
其產品線,最快可以每小時鑲嵌25萬個元器件(比如電阻、電容和微芯片)。一旦焊接過程完成,電路板將被傳送到一個光學檢驗系統(tǒng)中進行質量檢測,包括檢測元器件的焊接位置是否正確,以及焊接點質量,現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)并剔除不合格的產品。
然后再將電路板安裝到機箱中。
接下來再對成品進行檢測,然后將成品傳送到位于紐倫堡的配送中心去,最后被運送到全球6萬多客戶手中。
EWA內部的原料配送也實現(xiàn)了自動化和信息化。物料被放置在地下倉庫里,當生產線上需要某種物料時,監(jiān)控顯示器上會提示,工人只要拿著掃描槍在樣品上掃碼,條碼信息就會被傳送到自動化倉庫去,然后由ERP系統(tǒng)發(fā)出指令,讓場內的自動化物流系統(tǒng)到倉庫的指定位置取物料,然后經過總長達到指定位5公里的地下運輸帶送到置,由自動升降機送到生產線附近。
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大數據+物聯(lián)網
每天,EWA工廠會處理超過5000萬條進程信息,并存儲在Simatic物聯(lián)網制造執(zhí)行系統(tǒng)中。換句話說,EWA工廠是從頭到尾完整觀察并記錄每件產品的生產周期的,也就是說一件產品的生產周期完全可追溯。
通過軟件,對制造過程和指令進行設定,所以整個生產過程從開始到結束都將被記錄下來,并處于嚴格的控制之下。
在整個生產流程中,有超過1000個掃描器在實時地對整個制造過程歸檔,記錄生產細節(jié),比如焊接溫度、貼裝數據和檢測結果等數據。
工業(yè)4.0的磚頭
除了建造自己的數字化工廠,西門子還為那些有意向“數字化”方向轉型的傳統(tǒng)企業(yè)輸出全套解決方案。
例如,西門子為德國排名前十的老牌啤酒廠Spaten Brewery部署了集成控制系統(tǒng)Braumat
EWA還為為德國的制造企業(yè)生產智能生產線設備,如戴姆勒、寶馬汽車等。
EWA可以說是西門子幾十年來的數字化結晶,2013年9月,全球第二家數字化工廠,也就是EWA的姊妹工廠——西門子成都工廠正式成立并投產,各方面標準都是按照EWA來打造的。
EWA工廠成功的關鍵,在于通過產品與生產設備的通信和物聯(lián)網系統(tǒng)控制實現(xiàn)三大技術的整合:產品生命周期管理(PLM),制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和工業(yè)自動化。
EWA的負責人Karl-Heinz Büttner說,“我們并不打算打造一個無人工廠”,人仍然是至關重要的決定性力量,生產率的提升,有40%源自于員工的新創(chuàng)意,另外60%來自于基礎設施投資。
并且西門子董事會成員Siegfried Russwurm也說,“設計一個全自動,依靠互聯(lián)網的智能生產線,仍然需要十年時間。萬丈高樓,我們現(xiàn)在只是有了磚頭。”
西門子這個磚頭太牛叉!
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