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仿真、3D打印、輕型機(jī)器人，這些都是推動(dòng)第四次工業(yè)革命（或工業(yè)4.0）的創(chuàng)新技術(shù)。在西門子位于德國埃爾蘭根的電子設(shè)備制造廠，這些都已經(jīng)成為了現(xiàn)實(shí)。工廠取得成功的關(guān)鍵正是人類與機(jī)器攜手合作。

Schorsch在組裝小型變流器，而Hannes在組裝大型變流器。他將一個(gè)風(fēng)扇和一臺(tái)散熱器安裝到變流器內(nèi)部，并利用四顆螺釘進(jìn)行固定。他每天要進(jìn)行數(shù)百次這樣的操作。當(dāng)Hannes停下來休息時(shí)，Schorsch會(huì)繼續(xù)不受影響地工作。而當(dāng)Hannes回家時(shí)，Schorsch卻還會(huì)繼續(xù)工作。其實(shí)，Hannes是工廠里的一名臨時(shí)工人，而Schorsch則是一臺(tái)輕型機(jī)器人。

在西門子位于德國埃爾蘭根的電子設(shè)備制造廠（GWE），人與機(jī)器攜手合作。工廠經(jīng)理Manfred Kirchberger表示，這個(gè)工廠的工作效率很特殊。“我們生產(chǎn)用于制造設(shè)備的工業(yè)驅(qū)動(dòng)和控制器。在我們客戶的工廠里，產(chǎn)品數(shù)量通常數(shù)以百萬計(jì)。”然而，GWE的年產(chǎn)量介于5,000到25萬件之間。這樣的生產(chǎn)規(guī)模不宜投入一條全自動(dòng)生產(chǎn)線，但是*依靠手工又太過昂貴。

西門子埃爾蘭根電子設(shè)備制造廠的員工可以自由嘗試新點(diǎn)子并將它們發(fā)展為成功的項(xiàng)目。

因此，埃爾蘭根的生產(chǎn)規(guī)劃人員一直在尋找每條產(chǎn)品線的生產(chǎn)流程。工人應(yīng)該做什么？機(jī)器應(yīng)該做什么？他們之間的交互應(yīng)該如何進(jìn)行優(yōu)化？“對(duì)于我們這樣的生產(chǎn)規(guī)模而言，目前沒有現(xiàn)成的經(jīng)濟(jì)型自動(dòng)化系統(tǒng)。”Kirchberger指出，“因此，我們必須系統(tǒng)化地積累經(jīng)驗(yàn)，并與西門子在各地的其它工廠進(jìn)行分享。”

為什么必須要靈活生產(chǎn)
除了對(duì)產(chǎn)品線的優(yōu)化外，客戶的要求也變化得比從前更快了。這使得打造靈活生產(chǎn)線變得日趨重要。“放眼如今的生產(chǎn)大廳，沒什么和幾年前是一樣的。” Kirchberger指出。GWE是變化的藝術(shù)在生產(chǎn)上進(jìn)行體現(xiàn)的典型例子。只有員工愿意擁抱變化，并輔以像產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)規(guī)劃仿真、3D打印機(jī)及端對(duì)端智能數(shù)據(jù)評(píng)估這樣的*技術(shù)，工廠才能持續(xù)、快速地適應(yīng)變化。在GWE和其它工廠（如位于德國安貝格的西門子“數(shù)字化工廠”），西門子正在樹立*制造的全新*。

Stefan Krug在工廠內(nèi)負(fù)責(zé)數(shù)字規(guī)劃方法。在埃爾蘭根工廠，產(chǎn)品開發(fā)人員、生產(chǎn)專家和制造“老手”共同沉浸在虛擬世界中。

輕型機(jī)器人讓員工從重物搬運(yùn)中解放出來。

西門子埃爾蘭根工廠是變化的藝術(shù)在制造業(yè)中體現(xiàn)的典型例子。只有員工愿意擁抱變化并輔以*技術(shù)，工廠才有可能持續(xù)、快速地適應(yīng)變化。

在緊鄰埃爾蘭根工廠的一棟普通建筑內(nèi)，產(chǎn)品開發(fā)人員、生產(chǎn)專家和制造“老手”共同沉浸在虛擬世界中。GWE數(shù)字規(guī)劃方法負(fù)責(zé)人Stefan Krug解釋道：“在我們制造新產(chǎn)品之前，我們首先要利用西門子PLM軟件創(chuàng)建和優(yōu)化新產(chǎn)品的數(shù)字化雙胞胎。”

Michael Brucksch在實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作的GWE里擔(dān)任技術(shù)業(yè)務(wù)主管。

產(chǎn)品開發(fā)人員和生產(chǎn)專家可以通過三維動(dòng)畫模型查看產(chǎn)品的數(shù)字化雙胞胎，即在實(shí)際制造之前逼真呈現(xiàn)的產(chǎn)品或工藝。在這個(gè)數(shù)字化空間里，操作對(duì)象可以旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)，并在仿真制造環(huán)境中測(cè)試相關(guān)組裝流程。這個(gè)過程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以在初的階段就確定問題并進(jìn)行改進(jìn)。

西門子數(shù)字化工廠集團(tuán)*執(zhí)行官胡桉桐指出：“未來，增值流程的所有階段，從創(chuàng)意階段到產(chǎn)品和生產(chǎn)設(shè)計(jì)、調(diào)試、使用和推出新服務(wù)，都將首先在數(shù)字空間內(nèi)進(jìn)行開發(fā)和測(cè)試。”如此，產(chǎn)品將能更快上市，并且更有針對(duì)性。但是不管數(shù)字化模型有多好，終還是需要人、機(jī)器或兩者的結(jié)合來將所有片段性的流程整合起來。

“在我們生產(chǎn)新產(chǎn)品之前，我們首先要利用西門子PLM軟件創(chuàng)建并優(yōu)化產(chǎn)品的數(shù)字化雙胞胎。”

與人攜手工作的機(jī)器人
在電子設(shè)備制造廠里，技術(shù)業(yè)務(wù)主管Michael Brucksch正在工廠的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室里指揮一個(gè)名叫R2-D2的輕型機(jī)器人手臂，并教導(dǎo)它完成一項(xiàng)新的任務(wù)。輕型機(jī)器人的一大優(yōu)勢(shì)是，就連熟練的生產(chǎn)工人也可以對(duì)它進(jìn)行編程。此外，機(jī)器人不是必須在一個(gè)無人的獨(dú)立封鎖區(qū)域里工作。得益于它的設(shè)計(jì)和平穩(wěn)的移動(dòng)，它們不會(huì)給人帶來危險(xiǎn)。

在Brucksch的旁邊，Sebastian Wiemann正在制造機(jī)器人抓取手。“過去，我們要使用加工過的組件來進(jìn)行機(jī)器人相關(guān)制造。”Wiemann說，“現(xiàn)在我們用打印的方式來做。這比傳統(tǒng)方法更快和更便宜。上周，我們已經(jīng)將制造一個(gè)部件的成本從約500歐元降低到大約80歐元。”工廠經(jīng)理Kirchberger也從不用指導(dǎo)自己的員工進(jìn)行這樣的優(yōu)化。“我們這里的人都喜歡嘗試新鮮事物。我們會(huì)給他們提供發(fā)揮創(chuàng)意并將這些點(diǎn)子轉(zhuǎn)化為成功的空間。”他這樣表示。

許多在埃爾蘭根試用成功的工廠自動(dòng)化相關(guān)流程現(xiàn)在已經(jīng)被西門子的工廠及西門子客戶工廠投入到日常運(yùn)營中。這些技術(shù)開發(fā)很多都是第四次工業(yè)革命的典型例子。但是，盡管人們翹首企盼這些自動(dòng)化進(jìn)程的普及，專家估計(jì)在不遠(yuǎn)的未來，人仍將在生產(chǎn)中扮演主要的角色。Michael Brucksch說：“我們不是什么都要做自動(dòng)化，而是在常識(shí)范圍內(nèi)來進(jìn)行自動(dòng)化。”他的同事，也是工廠機(jī)器人技術(shù)負(fù)責(zé)人Florian Riedrich補(bǔ)充道：“我們要的不是*沒人的工廠。我們想要的是人和機(jī)器攜手合作。”