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在今春舉辦的2014年德國漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，西門子能源、工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施等業(yè)務(wù)領(lǐng)域首度聯(lián)合參展。它們的展品揭示了所服務(wù)行業(yè)的未來發(fā)展趨勢。面向未來生產(chǎn)系統(tǒng)的新概念解決方案成為展場亮點(diǎn)。

分分合合。這正是車門與車身之間初期關(guān)系的真實(shí)寫照。事實(shí)上，二者的*次結(jié)合是在車身車間，目的是確保它們之間的間隙符合規(guī)范。不過，它們很快就會(huì)分離。當(dāng)這個(gè)重要的質(zhì)量參數(shù)檢查完畢之后，它們將被立即分開。車門被送往涂裝車間，噴上與車門顏色相匹配的車漆。的問題是：二者怎樣才能又快速又準(zhǔn)確地找到對(duì)方，重逢團(tuán)聚？

愿景：在射頻識(shí)別芯片的幫助下，車身和車門能夠如同具有魔力一般，在涂裝線和車門內(nèi)飾組裝線上認(rèn)出彼此。這些電子芯片可以相互通信，從而知道哪些組件是彼此配套的。掃描器將讀取其數(shù)據(jù)并將之發(fā)送給負(fù)責(zé)將這些組件接合起來的機(jī)器臂。機(jī)器臂也可以自主糾錯(cuò)。譬如，如果發(fā)現(xiàn)少一個(gè)孔，它們可以發(fā)出鉆孔命令。

以為大眾第七代高爾夫安裝車門為例，演示汽車生產(chǎn)系統(tǒng)的未來愿景（上圖）。

上文描述的是關(guān)于未來工廠的愿景，在德國，這個(gè)愿景被稱為“工業(yè)4.0”。這個(gè)概念是基于物聯(lián)網(wǎng)和務(wù)聯(lián)網(wǎng)——未來，物聯(lián)網(wǎng)和務(wù)聯(lián)網(wǎng)將把現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界融合為一個(gè)整體系統(tǒng)。

“然而，可能要過15年，這一切才會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。”西門子工業(yè)的技術(shù)主管Dieter Wegener博士如是道。盡管如此，在2014年4月舉辦的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，更確切地說，在9號(hào)廳的西門子展臺(tái)和“未來論壇”上，許多工業(yè)4.0技術(shù)已嶄露頭角。其中一項(xiàng)備受矚目的技術(shù)是知道接下來要裝配哪個(gè)車型的生產(chǎn)系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)很重要，因?yàn)楣I(yè)領(lǐng)域的一個(gè)主要發(fā)展趨勢是在同一條生產(chǎn)線上裝配不同車型。

諸如西門子博途（TIA）門戶以及用于設(shè)計(jì)和模擬裝配線的產(chǎn)品開發(fā)程序Tecnomatix等系統(tǒng)鋪平了通往工業(yè)4.0的道路。所得到的數(shù)字模型也可用于模擬和優(yōu)化物流過程和生產(chǎn)吞吐量。這種系統(tǒng)結(jié)合使用西門子Simatic IT生產(chǎn)軟件可以節(jié)約時(shí)間和金錢。西門子工業(yè)自動(dòng)化集團(tuán)*執(zhí)行官Anton S. Huber表示：“從初步概念構(gòu)想到裝配間布局安排，工廠設(shè)計(jì)用時(shí)比傳統(tǒng)方法縮短了最多50%。得益于在生產(chǎn)規(guī)劃過程中優(yōu)化工廠布局，生產(chǎn)周期縮短了20%至60%，物料搬運(yùn)成本降低了最多70%。”

汽車業(yè)及航空航天業(yè)已經(jīng)在使用這樣的解決方案。在漢諾威參展的ZEOD RC混合動(dòng)力賽車也彰顯了西門子工程師對(duì)*開發(fā)技術(shù)的利用。這輛借助西門子PLM軟件，在虛擬世界里完成開發(fā)的汽車現(xiàn)已推出實(shí)車，并且即將參加勒芒24小時(shí)耐力賽。

工業(yè)4.0背后的原理很簡單，但其實(shí)施卻是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。制造流程中使用的每一個(gè)傳感器和執(zhí)行器都是擁有獨(dú)立IP地址的可尋址裝置。之所以要這樣做，是為了確保隨市場需求的變化而快速調(diào)整，利用高度靈活的批量生產(chǎn)流程來制造定制產(chǎn)品。然而，這樣做不僅縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期，而且生產(chǎn)過程的性質(zhì)也發(fā)生了轉(zhuǎn)變。從物流到生產(chǎn)、營銷和服務(wù)，覆蓋整條價(jià)值鏈的信息通信技術(shù)將智能機(jī)器和產(chǎn)品、倉儲(chǔ)系統(tǒng)以及生產(chǎn)物料等全部聯(lián)系起來。

西門子在漢諾威展出的“Service Factory”解決方案是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)模型。這個(gè)模型演示了如何通過善加利用數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)更加平穩(wěn)、更高能效的生產(chǎn)流程。具體而言，可以利用這個(gè)模型來預(yù)計(jì)未來發(fā)展趨勢，以用作決策依據(jù)。

譬如，未來，汽車組件將持續(xù)不斷地收集和發(fā)送關(guān)于其狀態(tài)的數(shù)據(jù)，并且早在其實(shí)際發(fā)生故障之前，組件就會(huì)發(fā)出更換請(qǐng)求。譬如，汽車門鎖系統(tǒng)可以向其制造商發(fā)送一條消息，以表明其需要更換某個(gè)零部件。實(shí)現(xiàn)所有這一切，還有很長的路要走，但我們已經(jīng)滿足了其初步要求，如互聯(lián)網(wǎng)連接和車載計(jì)算機(jī)發(fā)送錯(cuò)誤消息等。還有一點(diǎn)仍待實(shí)現(xiàn)，那就是進(jìn)一步整合車輛與制造商和經(jīng)銷商的信息系統(tǒng)，以保證提供服務(wù)。

到那時(shí)候，所發(fā)送的錯(cuò)誤消息將包含確切的車輛型號(hào)和更換零部件的收貨地址信息。然后，工廠的機(jī)器將根據(jù)訂單要求自動(dòng)調(diào)整配置并完成零部件的生產(chǎn)和交貨。系統(tǒng)也可自動(dòng)生成維修預(yù)約單。

此外，未來，當(dāng)車輛出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)將不僅向制造商和距離最近的維修中心發(fā)送報(bào)告，而且將向研發(fā)部門發(fā)送報(bào)告。這樣一來，工程師就能夠判定故障根源，并采取措施避免同樣的故障再次發(fā)生。