探访西门子安贝格工厂：最接近工业4.0的智能制造

在2016年汉诺威工业博览会上，包括西门子、思爱普、博世等在内的企业大多以实物或模型向参观者呈现数字化工业的各种解决方案，人们可以看到智能生产线模型，可以看到机器人、传感器等反映工业4.0特点的硬件元素，也可以看到数据处理、智能控制等软件元素。从2011年汉诺威工业博览会上，德国人提出工业4.0概念，到2014年中德宣布开展工业4.0合作，工业4.0这把火从欧洲烧到了中国。那么什么是工业4.0?记者在参加2016年汉诺威工业博览会期间探访了西门子安贝格电子制造工厂(下称“安贝格工厂”)——这一目前被业界认为最接近工业4.0概念雏形的工厂，领略了智能工厂的智能制造。

何为工业4.0?

“工业4.0”的研究项目由德国联邦政府首先提出，在德国学术界和产业界的推动下形成。2013年的汉诺威工博会上，德国政府正式提出“工业4.0”战略，并推出《德国工业4.0战略计划实施建议》(下称《实施建议》);2015年的工博会上，在德国联邦经济和能源部、联邦教研部支持下，多家行业协会联合发起的德国“工业4.0平台”正式成立，该平台已成为德国政府在联邦层面促进工业4.0发展最直接的渠道。

工业4.0的称法主要相对于前三次工业革命而言：工业1.0指的是18世纪开始的第一次工业革命，实现了机械生产代替手工劳动;第二次工业革命始于20世纪初，依靠生产线实现批量生产;工业3.0则为现代人所熟悉，指的是20世纪70年代后，依靠电子系统和信息技术实现生产自动化。

而工业4.0则指的是通过实现“物联网”系统完成大生产，最大程度实现生产全自动化、个性化、弹性化、自我优化和提高生产资源效率、降低生产成本的全新生产方式。

根据《实施建议》描述：在未来智能工厂中，人类、机器和资源能够互相通信。智能产品“知道”它们如何被制造出来的细节，也知道它们的用途。它们将主动地对制造流程，回答诸如“我什么时候被制造的”、“对我进行处理应该使用哪种参数”、“我应该被传送到何处”等问题。

随着工业4.0进程的发展，开放的标准也被提上了议程，太多的专有系统会阻碍工业4.0的进展。今年的工博会开幕前夕，德国标准化学会与5家行业协会共同发起成立“工业4.0标准化理事会”，显示德国的工业4.0发展已瞄向标准制定的新阶段。德国标准化学会4月20日公开发布了首个德国工业4.0参考模型的标准。

“工业4.0平台”领导小组成员、西门子公司首席技术官鲁思沃认为，该参考模型是德国发展工业4.0的重要一步，首次搭建出一个完整的框架，包含横向与纵向的信息技术融合，涵盖工业4.0关键的技术要素，还包括产品的生命周期以及生产周期，能使不同行业的企业朝着统一的方向发展工业4.0。

智能工厂的智能制造

位于德国巴伐利亚州东部、透着上世纪八九十年代工业风格的红砖厂房内正进行着一场向着工业4.0方向的自我进化。这是德国工业巨头西门子旗下的安贝格工厂，是欧洲乃至全球最先进的数字化工厂。

安贝格工厂创建于1989年，如今该工厂每年可生产约1500万件Simatic产品，按每年生产230天计算，即平均每秒就能生产出一台控制设备。这里的产品合格率高达99.9988%，“世界上还没有哪家同类工厂具备如此之低的缺陷率。”安贝格工厂负责人Karl-HeinzBüttner称。

记者在现场看到，安贝格工厂自身生产过程也利用Simatic设备进行控制，生产过程实现了高度的自动化。西门子安贝格工厂生产工程师ChristophRaum告诉记者，这里的生产设备和计算机可以自主处理75%的流程工作，由人力完成的部分，只有生产过程的开头部分，即员工将初始组件(裸电路板)放置到生产线上的环节，此后所有的工作均由机器自动控制完成。

依靠Simatic设备的高度自动化，在24小时内西门子安贝格工厂就可将面向全球约6万名用户的产品做好交付准备。

工业4.0意味着网络进入工厂大生产，是一个崭新的工业制造逻辑和方式。过去是以中心控制指挥系统，每一分钟对机器发出指令，而现在则由商品所附带的信息告诉机器需要什么样的生产过程，以制造出符合客户要求的产品。

“在生产之前，这些产品的使用目的就已预先确定，包括部件生产所需的全部信息，都已经‘存在’于虚拟现实中，这些部件有自己的‘名称’和‘地址’，具备各自的身份信息，它们‘知道’什么时候、哪条生产线或哪个工艺过程需要它们，通过这种方式，这些部件得以协商确定各自在数字化工厂中的运行路径。”ChristophRaum为记者讲解道，在未来的工厂里，设备和工件之间甚至可以直接交流，从而自主决定后续的生产步骤，组成一个分布式、高效和灵活的系统。

目前，安贝格工厂的姊妹工厂——西门子工业自动化产品成都生产研发基地(下称“西门子成都工厂”)已在中国四川成都诞生。西门子成都工厂承担着西门子全球工业自动化产品研发的角色，全厂内实现了从管理、产品研发、生产到物流配送全过程的数字化，并且通过信息技术，与德国生产基地和美国的研发中心进行数据互联。