
在中国,西门子作为本土工业企业的合作伙伴已有140 多年,见证并参与了中国制造业的发展,对中国制造业有着深刻而准确的理解。
现在,西门子将现实和虚拟的生产世界相结合,着力推动制造业未来的发展。
其前瞻性的远景规划、丰富的行业知识,为工业4.0及数字化企业平台的未来发展奠定了坚实的基础。
西门子工业软件平台是实现工业4.0的载体。
它可以实现从产品设计、生产规划、生产工程,到生产执行和服务的全生命周期的高效运行,以最小的资源消耗获取最高的生产效率。
该平台的实现需要企业以数字化技术为基础,在物联网、云计算、大数据、工业以太网等技术的强力支持下,集成目前最先进的生产管理系统及生产过程软件和硬件,如产品生命周期管理(PLM)软件和制造执行系统(MES)软件以及全集成自动化(TIA)技术。
西门子的整体解决方案可以帮助中国工业企业实现升级转型,以更高生产力、更高效能、更短产品上市时间、更强灵活性在国际竞争中占据先机。

西门子数字化平台软件套件集成应用包含了PLM、ERP、MOM、WMS、仓储物流和生产线集成能力。

作为工业技术和工业软件的全球领导者之一,西门子将积极在中国的“工业4.0”变革中(也就是“两化深度融合”的高阶阶段)扮演世界级实践者和战略提供商两个关键角色。
作为世界级实践者,西门子使用自身发明创造的技术实现卓越运营,为广大用户提供实践经验;
作为战略提供商,西门子愿意与广大用户分享这些经验,并提供世界级工业软件和解决方案,一起推动“工业4.0”的转变进程。
西门子认为,制造业存在如下基本需求:
保障产品质量、提高生产效率、缩短产品上市时间、增加制造的灵活性。
然而在传统的制造条件下,企业通常得牺牲灵活性来提升生产效率和缩短产品上市时间。
如何同时满足这些需求决定了西门子的创新方向——智能制造,这也就是西门子定义的“工业4.0”。
(1)智能创新平台
日新月异的技术创新和日益个性化的客户需求给产品创新带来了新的严峻挑战。
为此,智能创新平台(Smart Innovation Platform)应运而生。
智能创新平台主要有四个特点:
用户参与,智能模型,实现产品,可持续系统。
用户参与指的是建立开放式创新环境,不仅要实现企业内部多专业协同优化,而且要实现与供应链协同创新,甚至是用户侧创新;
智能模型要求建立产品的数字化模型,包括产品概念、详细设计、仿真、测试、生产、质量、服务等一切信息;
实现产品指的是在设计阶段即能有充分信心将产品高效生产出来;
可持续系统是保证智能创新平台能够自我升级改造,以保持可持续的竞争优势。
打造智能创新平台的核心技术是传统上属于三个不同专业世界——产品生命周期、制造运营管理、生产自动化三个层次的大集成

(2)数字孪生技术应用
作为支撑世界经济发展的重要支柱,制造业与互联网的无缝融合也将促使制造企业的生产力和生产水平得到进一步提升,这是制造业革命的关键所在。
与此同时,引入互联网及数字化技术对“中国制造2035”“工业4.0”的重大战略执行也有更多助力。
作为“工业4.0”的发起者和重要的构建者,西门子在市场上提出“数字孪生(Digital Twins)”模型概念,即基于模型的虚拟企业和基于自动化技术的现实企业(西门子形象地称之为“数字孪生”),包括“产品数字孪生”“生产数字孪生”和“设备数字孪生”,三个层面又高度集成为一个统一的数据模型,并通过数字化助力企业整合横向和纵向价值链,为工业生态系统重塑和实现“工业4.0”构筑了一条自下而上的切实之路。 |


(3)基于模型的数字化企业(MBD/MBE)技术应用
基于模型的企业(MBE)在统一的基于模型的系统工程(MBSE)指导下,通过创建贯穿企业产品整个生命周期的产品模型、流程管理模型、企业(或协作企业间的)产品管理标准规范与决策模型,并在此基础上开展与之相对应的基于模型的工程(MBe)、基于模型的制造(MBM)和基于模型的服务(MBs)的实施部署。
基于模型的工程、基于模型的制造和基于模型的服务作为单一数据源的数字化企业系统模型中的三个主要组成部分,涵盖了从产品设计、制造到服务的完整的产品全生命周期业务,以MBD主模型为核心在企业各业务环节顺畅流通和直接使用,从虚拟的工程设计到现实的制造工厂直至产品的上市流通,基于MBD的产品模型始终服务于产品生命周期的每个阶段。
MBE在强调MBD模型数据、技术数据包、更改与配置管理、企业内外的制造数据交互、质量需求规划与检测数据、扩展企业的协同与数据交换六个方面的同时,更加强调扩展企业跨供应链的产品全生命周期的MBD业务模型和相关数据在企业内外顺畅流通和直接重用。
构建完整的MBE能力体系是企业的一项长期战略,在充分评估企业能力条件的基础上,统一行动,以MBD为统一的“工程语言”,在基于模型的系统工程方法论指导下,全面梳理企业内外、产品全生命周期业务流程、标准规范,采用先进的信息技术,形成一套崭新的、完整的产品研制能力体系。

(4)增材制造
三维打印技术已经存在数十年之久,随着可用材料的增加,发展成为增材制造,它的革命性在于可以彻底解决传统的“零件+装配”的复杂性成本随产品复杂性增加而增加的问题。
加工一个部件,原来需要13道工序,使用不同设备,在使用一台混合(打印+NC)制造机床后,只需一道工序。并且,所有过程可以使用软件工具进行仿真、验证。


通过三维的产品零部件设计、零部件数字化仿真验证、设计及仿真数据统一管理、3D零部件传递给3D打印机,进行零部件的一次加工成型,同时将设计数据、设计仿真数据、3D打印制造数据统一在单一平台进行管理。
(5)信息物理系统和新一代机器人技术
信息物理系统(Cyber-Physical System, CPS)是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,通过3C(Computing, Communication, Control)技术的有机融合与深度协作,实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。
CPS实现计算、通信与物理系统的一体化设计,可使系统更加可靠、高效、实时协同,具有重要而广泛的应用前景。
Google无人驾驶汽车是CPS的一个很好例子:你只需要告诉它去哪里,无须告诉它如何走。
将来的CPS生产系统也可以做成这样,包含了将来无处不在的环境感知、嵌入式计算、网络通信和网络控制等系统工程,使物理系统具有计算、通信、精确控制、远程协作和自治功能。
它注重计算资源与物理资源的紧密结合与协调,主要用于一些智能系统,如机器人、智能导航等。
例如,罗罗(Rolls-Royce)和西门子参与的新一代机器人可以根据环境识别抓取对象。



