西門子博途工業(yè)軟件定制化筆記本
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西門子長期致力于實現(xiàn)本土創(chuàng)新，而研發(fā)服務(wù)中心在其中起著合作創(chuàng)新的關(guān)鍵作用。它可以提供高品質(zhì)的研發(fā)服務(wù)、提高西門子產(chǎn)品和服務(wù)的附加值、更好地滿足業(yè)務(wù)需求，并在保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)等方面提供支持。
怎樣讓一加一大于二？
對于西門子中國研究院研發(fā)服務(wù)中心120多名員工而言，要解答這道題，靠的不只是想象力，還需要與西門子各業(yè)務(wù)部門和本土創(chuàng)新生態(tài)圈攜手共進(jìn)。
日趨激烈的競爭伴隨著日益增長的中國市場，中國政府也正通過諸如“中國制造2025”等產(chǎn)業(yè)策略進(jìn)一步推動創(chuàng)新，滿足本土發(fā)展需求。企業(yè)層面，像西門子這樣的企業(yè)長期以來致力于實現(xiàn)本土創(chuàng)新，研發(fā)服務(wù)中心在其中起著合作創(chuàng)新的關(guān)鍵作用，提供高品質(zhì)的研發(fā)服務(wù)，提高西門子產(chǎn)品和服務(wù)的附加值，更好地滿足業(yè)務(wù)需求，也在保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)等方面提供支持。
西門子中國研究院上海研發(fā)服務(wù)中心主任周業(yè)濤表示，“就技術(shù)水平、為地區(qū)發(fā)展提供價值以及培養(yǎng)人才而言，我們在此擁有良好的創(chuàng)新環(huán)境和土壤?！?/b>
研發(fā)服務(wù)中心報告稱，在過去的5年間，該中心在西門子燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品設(shè)計方面取得了120多項發(fā)明報告，其中申請與授權(quán)專利共計40余 項。
在過去幾年時間，西門子中國研究院研發(fā)服務(wù)中心開展了一系列針對50及60 Hz燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)項目，涉及開發(fā)新的燃?xì)廨啓C(jī)框架、對現(xiàn)有框架進(jìn)行改造和升級、客戶定制設(shè)計、現(xiàn)場服務(wù)支持、供應(yīng)鏈管理支持和制造支持等。
沒有什么能比燃?xì)廨啓C(jī)的產(chǎn)品研發(fā)更能說明研發(fā)服務(wù)中心與業(yè)務(wù)部門廣泛合作的價值——燃?xì)廨啓C(jī)被稱作制造業(yè)“皇冠上的明珠”，需要來自硬件和軟件兩方面的前沿創(chuàng)新。2009年研發(fā)服務(wù)中心成立之后，其獨有的“創(chuàng)新屋”運營模式 （GT-CT House Model）受到業(yè)務(wù)部門的青睞，在燃?xì)廨啓C(jī)中國研發(fā)服務(wù)中心的發(fā)展中起到了核心作用。
周業(yè)濤指出：“業(yè)務(wù)部門的實際需求有助于推動創(chuàng)新，讓我們更加貼近市場?！?/b>
捕捉需求，驅(qū)動全球創(chuàng)新
在燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域，技術(shù)發(fā)展已相對成熟，若要尋求進(jìn)一步的優(yōu)化空間并非易事。
西門子能源解決方案部門的同事首先發(fā)現(xiàn)，在每年售出的SGT5-4000F型燃?xì)廨啓C(jī)中，有10%至15%左右的產(chǎn)品由于客戶天然氣管道輸送壓力低而需要加裝氣體壓縮機(jī)。這無疑會增加成本，削弱市場競爭力。2014年，研發(fā)服務(wù)中心開始探索解決之道。
通過細(xì)致分析全球范圍內(nèi)該型號燃機(jī)的歷史運行數(shù)據(jù)，并且結(jié)合空氣動力學(xué)基本理論，研發(fā)服務(wù)中心對燃機(jī)運行工況進(jìn)行了精密的計算和分析。研究員建立了一個較之前模型更加優(yōu)化的復(fù)合數(shù)學(xué)模型，可以比較精確地反映燃機(jī)真實運行情況。通過應(yīng)用優(yōu)化后的模型，燃?xì)夤鈮毫σ蟮靡越档?，實際效用則未受影響。研究團(tuán)隊很快向西門子全球通報了這一情況。
呂松軍是負(fù)責(zé)該項目的研究員，他說：“不論是否購買西門子壓縮機(jī)，客戶都能從中得益，節(jié)省了成本。這樣的改進(jìn)已在全球范圍應(yīng)用?！?/b>
通過西門子燃機(jī)全球的評估，此舉估計每年可節(jié)省200萬歐元，并可增強西門子在50 Hz F級燃?xì)廨啓C(jī)市場上的競爭力。
研發(fā)服務(wù)中心在過去的幾年內(nèi)開展了一系列類似的項目，涉及研發(fā)新的燃?xì)廨啓C(jī)框架、對現(xiàn)有框架進(jìn)行改造和升級、客戶定制設(shè)計、現(xiàn)場服務(wù)支持、供應(yīng)鏈管理支持和制造支持等。
近年來，該中心逐步實現(xiàn)了三重目標(biāo)：在西門子全球研發(fā)版圖內(nèi)，增強地方團(tuán)隊在燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域的競爭力；從制造到采購流程，為本地客戶創(chuàng)造更多價值；充分利用西門子中央研究院資源，推動創(chuàng)新，培養(yǎng)人才。
2009年，為了把握市場趨勢，同時建立人才庫，西門子中國研究院成立了研發(fā)服務(wù)中心。趙作智博士是當(dāng)時首批員工之一?，F(xiàn)在，作為西門子（中國）有限公司發(fā)電與天然氣集團(tuán)首席技術(shù)官兼燃?xì)廨啓C(jī)業(yè)務(wù)部總經(jīng)理，他本人便是西門子內(nèi)部人才發(fā)展的成功例子。
“在研發(fā)服務(wù)中心積累的經(jīng)驗，使我對新一代燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)有清楚的理解。更重要的是，這讓我認(rèn)識到跨部門合作的強大能量?！?趙作智說。
“業(yè)務(wù)部門的同事從未將研發(fā)服務(wù)中心視為外人，我們是同一個團(tuán)隊?！?/b>
融入本土創(chuàng)新生態(tài)圈
在全球創(chuàng)新競爭環(huán)境下，西門子這樣的企業(yè)在區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)圈內(nèi)扮演的角色，是推動創(chuàng)新的關(guān)鍵之一——在這方面，研發(fā)服務(wù)中心樹立了一個好榜樣。
在一個為期3年的合作計劃中，研發(fā)服務(wù)中心攜手當(dāng)?shù)毓こ萄芯款I(lǐng)域的翹楚上海交通大學(xué)共同研發(fā)新一代燃?xì)廨啓C(jī)。
周業(yè)濤說：“我們的認(rèn)知往往受到現(xiàn)有知識的局限。而高校青年才俊具有獨到見解，這或許能帶來突破。”
雙方成立的聯(lián)合創(chuàng)新中心在研究和應(yīng)用領(lǐng)域開展了研究，涉及諸如輪機(jī)性能、動態(tài)完整性、加工工藝技術(shù)，以及高溫合金和涂層等方面。
在3年時間里，由研發(fā)服務(wù)中心主導(dǎo)的校企合作團(tuán)隊在設(shè)計進(jìn)口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉——一種控制進(jìn)氣流量的燃?xì)廨啓C(jī)關(guān)鍵組件——的過程中，開發(fā)出5種原型，并申請了5項專利。
大學(xué)生的創(chuàng)新涵蓋了機(jī)械設(shè)計、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計、控制邏輯電路設(shè)計、測量設(shè)計和系統(tǒng)集成設(shè)計等領(lǐng)域。
型式試驗錦上添花
西門子中國研究院研發(fā)服務(wù)中心正在通過向西門子業(yè)務(wù)部門提供優(yōu)化且安全的專業(yè)型式試驗服務(wù)，更好地滿足瞬息萬變的本地市場需求。
西門子中國研究院南京研發(fā)服務(wù)中心主任朱鋒表示，“各業(yè)務(wù)部門需要為其產(chǎn)品提供標(biāo)準(zhǔn)及定制化的各類試驗服務(wù)。業(yè)務(wù)部門一方面擔(dān)心由內(nèi)部實驗室進(jìn)行測試不能達(dá)到要求，另一方面單一部門的測試實驗室所需大量的投入有可能無法收回投資。而將試驗外包給外部機(jī)構(gòu)又可能產(chǎn)生知識產(chǎn)權(quán)方面的隱患，特別是對于高端在研產(chǎn)品而言?！?/b>
規(guī)劃在上海建立的型式試驗中心將把試驗設(shè)備、試驗專員和研發(fā)服務(wù)中心研發(fā)工程師等聚集到一站式服務(wù)平臺上，將資源和知識進(jìn)行有機(jī)整合；節(jié)約成本、積累專門能力以及消除關(guān)于知識產(chǎn)權(quán)的擔(dān)憂。此外，還將進(jìn)一步向業(yè)務(wù)部門提供預(yù)設(shè)計、故障分析和整改建議等服務(wù)。
在上海建立的型式試驗中心將把試驗設(shè)備、試驗專員和研發(fā)服務(wù)中心研發(fā)工程師等聚集到一站式服務(wù)平臺上，旨在向西門子業(yè)務(wù)部門提供優(yōu)化且安全的專業(yè)型式試驗服務(wù)。
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相比于將試驗外包給外部第三方，自有的型式試驗中心預(yù)計每年可為西門子中國的各個業(yè)務(wù)部門節(jié)省相關(guān)設(shè)備投入、維護(hù)和測試外包等費用數(shù)千萬元人民幣。
無論身處工業(yè)2.0還是3.0階段，許多企業(yè)在懷揣數(shù)字化工廠夢想的同時，卻往往尚未形成清晰的思路。這時，西門子便成為了那個重要的“夢想導(dǎo)師” — 結(jié)合其在制造業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)知識和軟硬件技術(shù)，為企業(yè)提供全方位的數(shù)字化工廠解決方案。
隨著“工業(yè)4.0”的熱潮從德國涌向全球，越來越多的中國企業(yè)正決意將未來制造的愿景變?yōu)楝F(xiàn)實，以期在數(shù)字化引領(lǐng)的工業(yè)變革中盡早謀篇布局。
國內(nèi)制造企業(yè)對于打造數(shù)字化工廠的熱情從趙雄飛接到的咨詢服務(wù)需求就可見一斑。這位西門子中國研究院的數(shù)字化工廠專家在2013年接到了大約5家企業(yè)關(guān)于籌建數(shù)字化工廠的咨詢。2014年，這一數(shù)字增加到了10家左右，2015年更是上升到了幾十家。
在邁向“工業(yè)4.0”的進(jìn)程中，很多企業(yè)并非僅僅滿足于數(shù)字化的遠(yuǎn)景規(guī)劃。它們迫切需要的是將美好愿景變?yōu)楝F(xiàn)實的途徑。
趙雄飛說：“企業(yè)家們并不是要一口吃成個胖子，而是想一步步發(fā)展，最后真正成為站在行業(yè)頂峰的巨人?！?
條條道路通羅馬
無論身處工業(yè)2.0還是3.0階段，許多企業(yè)在懷揣數(shù)字化工廠夢想的同時，卻往往尚未形成清晰的思路。
這時，西門子便成為了那個重要的“夢想導(dǎo)師” — 結(jié)合其在制造業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)知識和軟硬件技術(shù)，為企業(yè)提供全方位的數(shù)字化工廠解決方案。
趙雄飛的團(tuán)隊要做的便是首先從運營、研發(fā)等層面為企業(yè)提供頂層設(shè)計，幫助其完成數(shù)字化工廠的整體規(guī)劃。根據(jù)企業(yè)的特點和需求，這一規(guī)劃可以是面向1-3年的短期，也可以瞄準(zhǔn)5-20年的中長期。
如果企業(yè)有進(jìn)一步需求，他們將和西門子業(yè)務(wù)集團(tuán)的同事一起幫助客戶進(jìn)行業(yè)務(wù)流程和IT系統(tǒng)設(shè)計，包括產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、企業(yè)資源計劃（ERP）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）等等。如果再進(jìn)一步，西門子中國研究院的專家還會在工藝流程設(shè)計上提出建議，具體到設(shè)備自動化、精益生產(chǎn)布局、廠房布局等方面。
在項目實施過程中，西門子專家也會為客戶提供支持，包括供應(yīng)商的評估，技術(shù)管理支持等。
2015年，趙雄飛的團(tuán)隊為廈門建霖工業(yè)有限公司（建霖工業(yè)）完成了未來數(shù)字化工廠的規(guī)劃設(shè)計。成立于1989年的建霖工業(yè)是全球最大的廚衛(wèi)產(chǎn)品OEM企業(yè)，主營業(yè)務(wù)是為科勒等知名廚衛(wèi)產(chǎn)品制造商做代工生產(chǎn)。
為了改變過去的勞動密集型模式，提高生產(chǎn)效率，建霖工業(yè)計劃在廈門新建一個大型廚衛(wèi)產(chǎn)業(yè)園，集制造基地、物流中心和研發(fā)中心于一體。經(jīng)過對建霖工業(yè)的實際調(diào)研，西門子團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)其在生產(chǎn)、管理等方面存在一系列問題，如生產(chǎn)周期長、庫存多、制造空間浪費、對人工依賴嚴(yán)重、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度低、現(xiàn)場管理混亂。
西門子中國研究院為建霖工業(yè)規(guī)劃的數(shù)字化工廠全貌
對此，西門子在規(guī)劃框架報告中建議，建霖工業(yè)首先需要建立精益生產(chǎn)體系，并健全工廠信息化系統(tǒng)來管理生產(chǎn)，再利用自動化手段推進(jìn)工藝和物流的改善，最終建成綠色智能工廠。
比如在工廠信息化系統(tǒng)中，建霖工業(yè)需要升級當(dāng)前的ERP系統(tǒng)，以解決對生產(chǎn)物流計劃支持較弱的問題，并且需要由現(xiàn)有的PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）模式上升到PLM的管理模式，以提升產(chǎn)品設(shè)計平臺的能力。在工廠層，它需要建立MES系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)執(zhí)行、物流和質(zhì)量控制的信息化。在自動化層，建霖工業(yè)需要搭建工業(yè)以太網(wǎng)，用于連接設(shè)備和MES系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)和車間的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，同時采用大量先進(jìn)的自動化工藝，減少人工，提高工藝質(zhì)量。
目前，建霖工業(yè)已經(jīng)踏出了邁向“工業(yè)4.0”的第一步，計劃實施西門子MES系統(tǒng)Simatic IT，以及基于工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)Profinet。
除此之外，西門子中國研究院還為金達(dá)亞麻、中車集團(tuán)青島四方、中建鋼構(gòu)、華立集團(tuán)等眾多企業(yè)提供了數(shù)字化工廠的評估、規(guī)劃和咨詢服務(wù)。
西門子中國研究院為金達(dá)亞麻規(guī)劃的數(shù)字化工廠的3D模型
人們通常會認(rèn)為，在新建工廠時實施數(shù)字化理念是最為理想的時機(jī)。但事實并非如此，不同行業(yè)的不同企業(yè)采取的路線不盡相同。
“我們的最大優(yōu)勢就在于能為企業(yè)量身定制最適合的數(shù)字化方案，這要取決于企業(yè)所在行業(yè)的情況、產(chǎn)品類型、生產(chǎn)模式等等。”趙雄飛表示，“因此，每接觸一個客戶，我們都首先要成為它所在行業(yè)的工藝專家。這樣才能提出最專業(yè)的建議?！?
人才最金貴
在被稱為PPT（Process, People and Technique）這三個構(gòu)成數(shù)字化工廠的關(guān)鍵因素中，趙雄飛最為看重，也最為擔(dān)心的是第二個P，即人員的因素。
“許多工廠的各級員工往往都不具備相應(yīng)的技術(shù)和管理能力。技術(shù)可以購買，流程也可以規(guī)范，而人才的缺乏將是制約中國企業(yè)邁向‘工業(yè)4.0’的最大障礙?！壁w雄飛說。
西門子中國研究院曾經(jīng)在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在許多工廠，各級人員都存在相關(guān)素質(zhì)缺乏的問題。一線員工缺乏高精設(shè)備和自動化系統(tǒng)的熟練操作能力；中層管理人員對于生產(chǎn)系統(tǒng)自動化和數(shù)字化的轉(zhuǎn)變需要更快地適應(yīng)；而企業(yè)高層對于數(shù)字化工廠發(fā)展方向的重大決策能力仍有待提高。
為此，西門子在幫助企業(yè)實施數(shù)字化工廠項目時，會有研究院的專家和項目工程師進(jìn)行為期數(shù)月乃至數(shù)年的駐廠培訓(xùn)。此外，西門子與教育部合作，通過技術(shù)培訓(xùn)等活動培養(yǎng)了千余名工程學(xué)科的教師，并連續(xù)9年舉辦全國大學(xué)生“西門子杯”工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽，為中國制造培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才。
從全球來看，對于高素質(zhì)人才的需求以及相關(guān)培訓(xùn)的緊迫性同樣存在。麥肯錫開展的“制造業(yè)的未來”的研究結(jié)果表明，到2020年，全球?qū)霈F(xiàn)4000萬高技能工人的潛在缺口。
智能機(jī)器可以自我學(xué)習(xí)，并取代人類的一部分工作，但是未來的數(shù)字化工廠決不會是無人工廠。人們將在設(shè)計、規(guī)劃、監(jiān)管等方面發(fā)揮更強的創(chuàng)造力。同時，智能化的工廠將會批量生產(chǎn)高度個性化的產(chǎn)品，要能夠以最快速度調(diào)整生產(chǎn)線，這就要求員工能對聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器進(jìn)行編程，還能解讀復(fù)雜數(shù)據(jù)。
