西门子：工业4.0时代的未来工厂
工业4.0智能化工厂
浅析工业4.0和智能化工厂所谓工业4.0是基于工业发展的不同阶段作出的划分。
按照目前的共识，工业1.0是蒸汽机时代，工业2.0是电气化时代，工业3.0是信息化时代，工业4.0则是利用信息化技术促进产业变革的时代，也就是智能化时代。
工业化4.0主题：1、智能工厂:重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现;2、智能生产:主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。
该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者;3、智能物流:主要通过互联网、物联网、物流网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。
工业4.0驱动新一轮工业革命，核心特征是互联。
互联网技术降低了产销之间的信息不对称，加速两者之间的相互联系和反馈，因此，催生出消费者驱动的商业模式，而工业4.0是实现这一模式关键环节。
工业4.0代表了“互联网+制造业”的智能生产，孕育大量的新型商业模式，真正能够实现“C2B2C”的商业模式。
智慧工厂是指集合多种自动化硬件设备、MES（生产执行系统）、ERP（生产管理系统）、QMS（品质管理系统）、SCM（物流管理系统）等众多强大软硬件集成的管理控制平台。
实现管理信息系统与现场设备的无缝对接，真正使生产设备自动化。
智慧工厂管理平台集合“排产”与“生产调度”、在线质量控制、车间物料规划与控制、生产过程追溯、可视化过程监控和生产状态分析等功能于一身，通过实现高度的自动化和信息化，打造智慧工厂，达到成本削减、生产效能提升和品质保证的目的。
智慧工厂管理平台为企业带来的六大优势：1、生产效率成倍提升：对生产信息的智能化分析和跟踪，不断挖掘设备以及作业潜能，提高生产效率，持续改善管理目标。
2、产品品质的持续改善：实时采集生产信息、记录生产数据、管控生产过程、全面监控生产流程、关注生产品质，事后分析持续改善产品品质。
工业4.0——走进西门子安贝格工厂
动化任务的全
面集成和统一， TIA是一个具
未来的汽车生产线
有高开放性的
数据平台，可 实现数据之间
制造工程
数字化工厂
的无缝连接。
3
全生命周期的服务集成
西门子可为工业领域客户提 供包括规划、安装、运营以及升 级改造在内的全方位服务，涵盖 产品、系统以及应用，贯穿工厂 的整个生命周期，以减少工厂停 机时间、节约资源。
2.虚拟规划
3.智能化生产
在整车组装线的每个零部件都有一个
西门子TIA博
途软件平台， 实现了各项自
Байду номын сангаас
身份信息，经过扫描后，机器人就会 按设定的程序抓取部件并安装在车体上。 走进车间，看 不到一般国内 工厂忙碌的工 人身影。当生 产线上检测到 不合格的零件 时会将其自动 送出，检测工 位的工人经复 检和修复后再 送进生产线。
西门子电子制造工厂--安贝格工厂
西门子旗下的安贝格电子制造工厂，是欧洲乃至全球最 先进的数字化工厂，被认为最接近工业4.0概念雏形的现 代工厂。
Par t
2
1.打造数字化企业 2.虚拟规划
3.智能化生产
4.全生命周期的服务集 成
1.打造数字化产品
在数字化制造下，设计 和制造都基于同一个数据平 台，研发和生产几乎同步， 改变了传统制造节奏。数字 化设计和生产已实现了紧密 的结合，这使安贝格工厂的 产品残次品率从原先的500 多/1 000 000下降到现在的 12/1 000 000。
工业4.0
——走进西门子安贝格工厂
“工业4.0”是德国联邦教研 部与联邦经济技术部在2013 年汉诺威工业博览会上提出 的概念。德国学术界和产业 界认为，“工业4.0”概念即 是以智能制造为主导的第四 次工业革命，或革命性的生 产方法。该战略旨在通过充 分利用信息通讯技术和网络 空间虚拟系统—信息物理系 统（Cyber-Physical System) 相结合的手段，将制造业向 智能化转型。
工业4.0时代的智能制造：实现产业升级的关键
工业4.0时代的智能制造：实现产业升级的关键随着科技的迅猛发展，智能制造成为工业界的热门话题。
工业4.0时代，智能制造被认为是实现产业升级的关键。
本文将探讨工业4.0时代智能制造的重要性，并介绍一些关键技术和应用案例。
一、工业4.0时代的背景随着信息技术的飞速发展，人工智能、云计算、大数据等新兴技术日益成熟，这为智能制造的实现提供了技术保障。
工业4.0时代的到来，意味着传统制造业将迎来一次革命性的变革。
智能制造作为其中的重要内容，将极大地提升生产效率、降低成本，并为企业的可持续发展打下坚实基础。
二、智能制造的关键技术1. 物联网技术物联网技术是工业4.0时代智能制造的基础。
通过传感器、物联网设备的连接和信息交互，实现设备之间、设备与生产线之间的智能化协同工作，提高生产过程的可控性和可靠性。
2. 人工智能技术人工智能技术在智能制造中发挥着重要的作用。
通过机器学习、深度学习等技术，使机器具备模式识别、自主决策等能力，实现智能化的生产管理和优化。
3. 大数据技术在智能制造中，海量的生产数据需要被有效地管理和分析。
大数据技术能够对数据进行挖掘和分析，为决策提供科学依据，帮助企业优化生产流程、提高生产效率。
三、智能制造的应用案例1. 智能工厂智能工厂是智能制造的核心，通过全面应用物联网技术、人工智能技术和大数据技术，实现设备、工序和人员的智能化协同工作。
智能工厂能够自动调整生产流程、提高生产效率，更好地满足个性化定制需求。
2. 智能供应链借助物联网技术和大数据技术，智能供应链能够实时感知市场需求和资源供应情况，实现供需的精准匹配，降低物流成本，提高供应链的敏捷性和灵活性。
3. 智能产品智能产品是智能制造的重要组成部分，通过嵌入物联网芯片和传感器，实现产品的智能感知和网络连接。
智能产品能够与用户进行互动、提供个性化服务，满足消费者不断变化的需求。
四、智能制造的挑战和前景尽管智能制造带来了巨大的机遇和潜力，但也面临一些挑战。
工业4.0时代下我国机械制造业的发展趋势
工业4.0时代下我国机械制造业的发展趋势【摘要】工业4.0时代的到来，推动了我国机械制造业迎来了前所未有的发展机遇。
本文通过分析智能制造技术的应用、数字化生产与管理、智能工厂的发展、智能化制造装备的需求以及人工智能在机械制造业的应用等方面，展示了我国机械制造业在工业4.0时代的发展趋势。
本文认为，我国机械制造业的发展前景广阔，但也需要加快转型升级，以适应新的生产环境和市场需求。
未来，机械制造业将朝着智能化、数字化和高效化的方向发展，同时也需要加大对人才和技术的投入，保持在全球竞争中的领先地位。
.【关键词】工业4.0时代、机械制造业、智能制造技术、数字化生产、智能工厂、智能化制造装备、人工智能、发展前景、转型升级、未来发展方向1. 引言1.1 工业4.0时代的背景工业4.0是指第四次工业革命，它是数字化、智能化、网络化和自动化技术的综合运用，标志着生产方式和生产关系的深刻变革。
工业4.0时代，人工智能、大数据、物联网、云计算等新一代信息技术得到广泛应用，为制造业提供了新的发展机遇。
工业4.0时代背景下，先进制造技术正日益成为机械制造业的核心竞争力。
随着科技的不断进步和市场需求的不断变化，传统的机械制造模式已经无法满足生产要求。
我国机械制造业正面临着从传统制造向智能制造的转型升级之路。
只有通过引进先进技术和不断创新，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
工业4.0时代的机械制造业，将不再局限于简单的机械加工或生产，而是更注重智能化、自动化和定制化的发展。
这将推动机械制造业实现生产过程的数字化、网络化和智能化，提高生产效率和产品质量，满足个性化需求，促进产业升级和转型发展。
1.2 机械制造业在工业4.0时代的位置工业4.0时代是信息技术、物联网、人工智能等新一代技术的融合时代，对于机械制造业来说，是一个全新的挑战和机遇。
在这个时代，机械制造业的位置变得至关重要，因为它需要不断创新和转型以适应新的生产模式和市场需求。
智能制造的案例分析
智能制造的案例分析智能制造被认为是未来制造业的趋势，它不仅提高了生产效率和质量，还使制造过程更加智能化和自动化。
下面将介绍几个智能制造的成功案例，以探讨智能制造对企业的影响。
案例一：工业4.0工业 4.0是智能制造的代表，它将物理世界和数字世界相连接，实现智能生产和服务。
德国的西门子公司是工业4.0的旗手，在全球范围内推广智能工厂和数字化制造。
该公司实现了从设计到生产的全流程数字化，使得生产过程更加灵活和高效。
西门子公司的智能工厂将生产过程和数字技术紧密结合，实现了零库存和零浪费的生产模式，提高了产量和质量。
案例二：无人车间无人车间是一种新型的制造模式，它利用物联网、云计算、人工智能等技术，实现生产过程的自主化和自适应性。
中国的工业机器人公司就是一家在无人车间领域取得成功的企业。
该公司通过引进国外最先进的机器人技术和本土化的研发，打造了一套完整的无人车间生产系统。
这一系统能够自主完成物料管理、生产计划、设备维护等工作，从而实现了生产过程的高度自动化和高效化。
案例三：应用场景智能制造可以应用于多个行业和领域，例如轨道交通、家电、机械制造等。
其中汽车行业是智能制造的核心领域之一。
德国的戴姆勒集团是一家在智能制造领域具有代表性的企业。
该公司在整个汽车生产过程中引入了物联网、人工智能、机器人等技术，实现了自动驾驶、无人工厂的生产模式。
这一模式提高了汽车产量和质量，降低了生产成本，带领汽车行业实现了智能化和高效化。
结论：通过上述案例的分析，我们可以看到智能制造已经成为制造业发展的趋势，它提高了生产效率，降低了成本，实现了企业的智能化和自动化。
智能制造不仅可以应用于生产，还可以应用于管理、设计等领域，凭借其强大的技术力量和智能化的优势，未来制造业必将朝着更加智能和高效的方向发展。
工业4.0：数字化工厂和智能制造的未来发展方向
工业4.0：数字化工厂和智能制造的未来发展方向引言工业4.0是指信息技术与传统制造业深度融合，通过数字化、全球化和智能化的方式，实现制造业的转型和升级。
随着科技的迅猛发展，工业4.0正在成为全球制造业发展的重要趋势。
在这个数字化时代，数字化工厂和智能制造将成为制造业的未来发展方向。
本文将探讨数字化工厂和智能制造的概念和特点，并分析其未来发展的方向。
数字化工厂的概念和特点数字化工厂的定义数字化工厂是利用先进的信息和通信技术，通过集成、共享和分析工厂内外的数据，实现生产过程的可视化、智能化和灵活化的工厂。
通过数字化技术的应用，可以实现制造过程的全面优化和高效管理。
数字化工厂的特点1.数据集成与共享：数字化工厂通过整合工厂内外的数据，实现不同部门之间的信息共享和协同工作。
包括生产数据、设备数据、供应链数据等，通过数据的集成和共享，可以实现全面的生产监控和决策支持。
2.实时监控与控制：数字化工厂通过传感器和物联网技术，实现对生产过程的实时监控和控制。
通过实时数据的采集和分析，可以及时发现问题并采取相应的措施，从而提高生产效率和质量。
3.自主优化与智能决策：数字化工厂通过人工智能和机器学习技术，实现对生产过程的自主优化和智能决策。
通过对大数据的分析和挖掘，可以自动调整生产参数和工艺流程，以实现最佳的生产效果和资源利用率。
4.灵活生产与智能制造：数字化工厂通过柔性化的生产设备和智能化的生产系统，实现按需生产和个性化定制。
通过数字化工艺和虚拟制造技术，可以快速调整产品设计和生产过程，并实现高度灵活的生产布局和调度。
智能制造的概念和特点智能制造的定义智能制造是指利用物联网、大数据、人工智能等先进技术，通过对制造过程的全面监控和分析，实现生产过程的自主优化和智能决策，提高生产效率和质量，并实现个性化定制和灵活生产。
智能制造的特点1.智能化生产设备：智能制造倡导采用智能化的生产设备和机器人，通过自动化和智能化技术，实现生产过程的高效和精确。
Siemens-PLM-Software驱动“数字化工厂”
Siemens PLM Software驱动“数字化工厂”通往工业4.0的必由之路是全面整合优化产品生命周期与生产生命周期。
PLM和MES 的链接，对企业架构的主要影响是更加扁平化，原来高度层次化、高度分工的组织就可能被更加扁平、更加灵活的跨专业小组所取代。
改革开放三十多年，中国制造业已经开始从劳动密集型和生产低附加值产品向自动化智能化和生产高附加值产品转型。
大量以劳动密集型代工生产为核心的制造业务面临着劳动力成本快速上涨、产品本地化、能源成本上升、对环境的影响以及制造能力升级等诸多方面的挑战。
企业生产需要从量产化向定制化转变。
制造业产业结构升级、转型将是未来新制造业发展的主旋律。
在这样的趋势下，制造业发展的方向必然是两化融合，即工业化与信息化的融合。
"这就是今天Sieme ns PLM Software为什么要把制造和信息化、工业化进行’融合’，也是我们的愿景和目标。
”2013年12月10日，Siemens PLM Software 大中华区首席执行官兼董事总经理梁乃明在位于成都高新区的西门子工业自动化产品成都生产研发基地(S EWC向媒体和用户展示了西门子数字化工厂的成果。
制造与工业化和信息化融合经济和技术的变化为全球制造业带来巨大的转型挑战，整个工业领域也正在经历一场制造业的大变革。
通过虚拟生产结合现实的生产方式，未来制造业将实现更高的工程效率、更短的上市时间，以及更高的生产灵活性。
西门子已经在国外成功推出了数字化工厂。
德国安贝格电子工厂(EWA就是典型的面向未来的数字化工厂模板。
而西门子2013年9月11日刚刚在成都高新区建成投产的SEWC作为EWA勺“备份”工厂，目前是中国最大的数字化工厂。
作为西门子工业自动化全球生产及研发体系中最新建成的一座“数字化工厂”，也是西门子在德国之外建立的首家“数字化工厂”，SEWC实现了从产品设计到制造过程的高度数字化。
参观时工厂技术人员的现场讲解让笔者更容易、更直观地看到软件与硬件的结合。
深嗅“工业4.0” 触摸数字化工厂——参观西门子工业自动化产品成都生产研发基地
深嗅“工业4.0” 触摸数字化工厂——参观西门子工业自动化产品成都生产研发基地高扬【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】3页(P11-13)【作者】高扬【作者单位】【正文语种】中文专题专访“工业4.0”、数字化工厂等新概念在行业盛行之际，笔者有幸参观了位于成都高新西区的西门子工业自动化产品成都生产研发基地(以下简称SEWC)，近距离地接触了这个西门子在中国设立的首家，也是唯一一家数字化工厂。
“耳听为虚，眼见为实”，本次参观让笔者对数字化工厂有了更进一步的了解，对“工业4.0”有了更深切的认知。
SEWC是安贝格工厂的姊妹工厂，众所周知，创建于1989年的西门子安贝格工厂被认为是全球最先进的数字化工厂，一直以来被业界认为是德国工业4.0的雏形。
而2011年立项、2013年便投产的SEWC也表现不俗，“10秒一个产品下线，每天一万一千台产品，百万加工失效率(dpm)9.5，SEWC的产品40%发送德国全球供货。
” 西门子工业自动化产品(成都)有限公司总经理李永利介绍，“由于中国工业化的进程以及西门子在工业自动化中的重要性，西门子决定把工厂建到中国这一最重要的市场之中，将西门子最新的数字化工厂平台运用到成都工厂以保证未来20～30年中稳步前进。
”“SEWC不是为了竖立一个样板工厂而存在，我们的目标在于工厂效益更好，产品质量更高、交付期更短。
” 李永利说强调，“当客户衡量产品时，不仅仅会思考这个产品本身的价格，更重要的是产品质量，因为当产品出故障时，给顾客带来的损失远远要比产品自身的成本更高，数字化形成的强大数据流可以帮助整个工厂的管理运营并且保证所有信息全程可追溯，在缩短产品交付期的同时也保证了产品的质量。
”高质量在工业制造领域的重要性不言而喻。
为此，在实现质量提升上，数字化制造首先是借助自动化产线上的机器充当“助手”的角色。
李永利举例，“安贝格工厂历经20多年，百万加工失效率(dpm)从500～600降低到10以下，而制造业熟练工人的失效率300～500，由此可见，想要创造极低的出错率，不能靠加强管理员工实现，需要的是正确的方法。
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西门子：工业4.0时代的未来工厂
未来的工厂会是什么样的？让我们试着在脑中勾勒出这样的画面：工厂里，人、机器和资源如同在社交网络里一样沟通协作。
产品能理解制造的细节以及自己将被如何使用。
同时，它们能协助生产过程，回答诸如“我是什么时候被制造的”、“哪组参数应该被用来处理我”、“我应该被传送到哪”等问题。
工厂拥有智能移动、智能物流和智能系统网络，从生产到最后的产品回收服务，都能实时监控。
可以说未来一切都是智能的。
这正是工业4.0所描绘的工业愿景。
工业4.0概念由德国业界最早提出，其源于2011年汉诺威工业博览会，最初的想法只是等媒介来提高德国制造业水平。
两年后的汉诺威工业博览会上，由“产官学”组成的德国“工业4.0工作组”发表了题为《德国工业4.0战略计划实施建议》（《建议》），称物联网和制造业服务化宣告着第四次工业革命到来。
目前，西门子等领先的制造企业正以信息物理融合系统（CPS）为框架，建立包含设备、仓储系统和工业产品的全球性网络，业界将这一新的变革方向称之为工业4.0。
西门子向智能化的转型
在工业4.0的愿景下，制造业将通过充分利用信息物理融合系统（Cyber-Physical System）等手段，将制造业向“数字制造”转型。
西门子的数字化企业解决方案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。
其持续的创新能力、完整的产品线和丰富的行业知识，为“工业4.0”的到来奠定了坚实基础。
位于德国安贝格的西门子电子制造工厂（以下简称“安贝格工厂”）就是智能化未来工厂梦想实现的雏形，也是以德国学术界和产业界提出的工业4.0概念为目标而打造的现代工厂。
德国学术界和产业界在2013年提出的工业4.0概念指以智能制造为主导的第四次工业革命或革命性的生产方法，将制造业向智能化转型。
安贝格工厂拥有一套高度数字化的生产流程，生产的产品本身拥有16亿个部件，且每年的衍生产品制造数量超过5万台。
为能灵活实现小批量、多批次的生产，西门子公司需要采购来自250家供应商的约1万种原材料，并将它们制造成950种不同类型的产品。
根据Gartner在2010年的调查显示，安贝格工厂中每100万件产品中的残次品数量只有15件，生产线的可靠性达到99%、可追溯性高达100%。
安贝格工厂的姊妹工厂——西门子工业自动化产品成都生产和研发基地（SEWC）已经在成都落成。
这家工厂以突出的数字化、自动化、绿色化、虚拟化等特征定义了现代工业生产的可持续发展，是“数字化企业”中的典范。
正如西门子东北亚区工业业务领域总裁吴和乐博士（Dr. Marc Wucherer）所说：“作为西门子工业自动化全球生产及研发体系中最新建成的一座‘数字化企业’，SEWC将最先进的数字制造技术带到中国。
”
“如果说，工业4.0时代的到来还要20年，那么，西门子目前已经到达了‘工业3.X’。
”这是西门子股份公司管理委员会成员、工业业务领域首席执行官鲁思沃（Siegfried Russwurm）的自我打分。
作为德国制造的“优等生”，西门子167年的发展史几乎可以被视为近现代工业进程的一个缩影。
从一个小作坊发展至今，西门子所缔造的超级
工业帝国已成为“德国制造”当仁不让的代名词。
从指针式电报机起家，到以信息技术为业务主动脉，西门子踩准了以电力、信息化为标志的前两次工业革命的关键节点。
基于信息物理融合系统的工业4.0概念诞生之初，西门子再度嗅到了新一轮工业革命的气息。
瞄准物联网、云计算、大数据、工业以太网等技术，西门子集成了目前全球最先进的生产管理系统，以及生产过程软件和硬件，如西门子制造执行系统软件Simatic IT、西门子产品生命周期管理软件、工业工程设计软件、全集成自动化、全集成驱动系统，等等。
身份代码背后的
“生产旅行”
工业4.0的内涵已远远超越机器的自动化，甚至数字制造本身。
在工业4.0时代，虚拟世界将与现实世界高度融合。
通过计算、自主控制和联网，人、机器和信息互相联接，融为一体。
现有的技术和创新将被全部整合到一个数字化企业平台中。
生产还未开始，产品开发流程和生产流程中的所有环节便可以并行模拟进行。
简而言之，工业4.0的愿景就在于，让设备和设备开启对话，产品和生产设备之间相互沟通，建立虚拟世界与现实世界之间的对话窗口。
正如德国工业4.0的路线图——《德国工业4.0战略计划实施建议》所描述的，在未来智能工厂中，人类、机器和资源能够互相通信，就像社交网络中一样自然。
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。
类似的探索早已在西门子位于德国安贝格市的电子制造工厂上演。
安贝格工厂有24年历史，是全欧洲乃至全球最先进的数字化工厂，为西门子提供印刷电路板等电子产品，100万次加工过程的出错率只有12次。
在安贝格工厂，真实工厂与虚拟工厂同步运行，真实工厂生产时的数据参数、生产环境等都会通过虚拟工厂反映出来，而人则通过虚拟工厂对真实工厂进行把控。
为了准确收集数据，安贝格工厂超过3亿个元器件都有自己的“身份证”。
这些基础识别信息包括：哪条生产线生产的、用什么材质、当时用的扭矩是多少、用什么样的螺丝钉等等。
当一个元件进入烘箱时，机器会判断该用什么温度以及时间长短，并可以判断下一个进入烘箱的元件是哪一种，适时调节生产参数。
但这距离工业4.0所描绘的“数字和物理世界的无缝衔接”的场景，仍有很大差距。
鲁思沃认为，“这场变革将是一个渐进的过程，工业4.0的真正到来可能需要20年左右的时间。
”他将这一“渐进的过程”称作工业3.X。
事实上，西门子已经将“工业3.X”的范本带到了中国。
以宝马集团全球最先进工厂之一的华晨宝马铁西工厂为例，有了西门子LIS超宽带实时定位识别系统的辅助，该厂的总装车间取消了原来专门用于扫描车辆条形码的工位。
车辆每到一个工位，根据车型、车辆识别码、车辆的不同配置，需要装配的各种零件等信息会自动显示在工位前方的操作屏上，甚至会自动提供图片及装配辅助指令，直接引导工人完成相应工作。
这一流程被视作定制式生产的基础。
现在，一款汽车需要上千人设计，设计人员设计3年、生产模具1年、建设工厂4年，至少需要8年的
时间。
而在未来工厂，制造高度灵活，一条生产线能同时生产多个车型；用户根据个人喜好选择的车型、车辆配置，甚至可以实现当月定制，下个月就生产出来。
亚洲最大的纸浆和纸张制造商之一的亚洲纸浆纸业集团在浙江省宁波市的造纸厂是另一个范本——借助全集成驱动系统，能源消耗和二氧化碳排放量大减。
由此，该造纸厂每条生产线年均节省数千万元的开支，年均停机时间被保持在最低的12.5小时。
此外，汽车生产设备制造商柯马（上海）工程有限公司采用西门子的产品生命周期软件，借助虚拟仿真技术发现设计中存在的缺陷及问题，在投产前就加以校正，使得设计与规划实现“所见即所得”，把产品上市时间缩短了20%-30%。