西門子時海洋：正當時，西門子數(shù)字化工廠解決方案
圖為西門子數(shù)字化工廠項目高級顧問時海洋發(fā)表主題演講
6月24日下午，由中國化學與物理行業(yè)協(xié)會動力電池應(yīng)用分會、電池中國網(wǎng)聯(lián)合主辦，愛發(fā)科東方真空（成都）有限公司重點支持的“Li+學社·成就鋰享 智信未來（2018）電池技術(shù)沙龍第四期：智能未來——解密動力電池數(shù)字化內(nèi)核”在四川省成都市舉辦。西門子數(shù)字化工廠項目高級顧問時海洋在沙龍上發(fā)表了題為《正當時，西門子數(shù)字化工廠解決方案》的演講。以下是演講內(nèi)容。
西門子數(shù)字化工廠項目高級顧問 時海洋：
大家下午好！明天大家去西門子參加的工廠是我曾經(jīng)工作過5年的地方，去年我從工廠出來，在我們的數(shù)字化能力中心對外做數(shù)字化咨詢的服務(wù)，在講之前有一個簡短的視頻給大家分享一下。比較流行的數(shù)字化雙胞胎概念大家應(yīng)該都比較熟悉，我們西門子數(shù)字化的解決方案從產(chǎn)品設(shè)計數(shù)字化雙胞胎，產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)字化雙胞胎和產(chǎn)品性能數(shù)字化雙胞胎三個方面入手并進行展開，方案包括研發(fā)、生產(chǎn)制造等。我們在座很多的OEM廠商也了解我們設(shè)備制造的時候應(yīng)以怎樣更快捷的方式交付給客戶，從客戶的需求到產(chǎn)品線下用什么樣的方式管理。這是（PPT）我們數(shù)字化企業(yè)的套件，包含了從研發(fā)到生產(chǎn)工程、生產(chǎn)規(guī)劃、制造執(zhí)行以及服務(wù)，貫徹到整個產(chǎn)品生命價值的解決方案。我們一直在講數(shù)字化，不管是美國的智能制造，德國的工業(yè)4.0和我們國家提出來的中國制造2025，整個的體系都貫徹到一個東西就是數(shù)字化，數(shù)字化改變了所有的事情。我們從一些內(nèi)容里邊可以看到，我們數(shù)據(jù)會給各種類型的企業(yè)帶來越來越多的價值，在過往的20年當中我們可以看到世界500強的企業(yè)里邊名單交替更迭，都是因為沒有抓住過去信息化的手段，現(xiàn)階段走在前列的互聯(lián)網(wǎng)公司他們信息化的水平大大提高。實體書店在慢慢消失，亞馬遜電子書更多的進入到我們大家的生活視野；傳統(tǒng)的磁帶、CD，過往的影像產(chǎn)品越來越多的被流媒體的應(yīng)用取代；企業(yè)黃頁被B2B取代、出租車被網(wǎng)約車取代。互聯(lián)網(wǎng)在改變一個時代，互聯(lián)網(wǎng)+怎么和智能制造融入在一起？
接下來我要講的主題是IT和OT在整個數(shù)字化企業(yè)里的典型應(yīng)用。我們知道，來自電池制造企業(yè)以及我們的OEM，面臨的挑戰(zhàn)是這樣的，客戶希望我們的產(chǎn)品更快的上市，我們對自己的要求也是這樣的。我們希望我們的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)線、生產(chǎn)車間有更多的柔性能力來滿足越來越多客戶的個性化需求，我們希望提升我們產(chǎn)品的品質(zhì)，來達到最高的客戶滿意度，我們希望我們整個效率做到最高。滿足這樣幾種特征的情況下，就形成了一個新的業(yè)務(wù)模式。新的業(yè)務(wù)模式強調(diào)安全，不管是信息安全還是工廠安全等等安全因素貫穿到整個數(shù)字化企業(yè)的全業(yè)態(tài)之中。我們剛才提到從需求到產(chǎn)品下線，到產(chǎn)品整個生命周期西門子是怎么做的，我們有產(chǎn)品設(shè)計，有生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、制造執(zhí)行服務(wù)，西門子借助數(shù)字化雙方的技術(shù)，將所有的領(lǐng)域克隆一個虛擬的世界。我們怎么分呢？我們把五個階段劃分到三個數(shù)字化雙胞胎里邊。我們提供一個完整的平臺，幫助我們的電池廠商從客戶的需求到產(chǎn)品的設(shè)計，到下線的全過程機芯設(shè)計、仿真和驗證。不管是國家要求還是為了迎合政策補貼，電池的能量密度要求越來越高，我們怎么完成這樣的設(shè)計來符合這樣的要求呢，我們這邊有完整的一套方案，我們的設(shè)計平臺、仿真平臺、設(shè)計仿真一體化平臺幫助企業(yè)完成這樣的產(chǎn)品設(shè)計和驗證。
針對于整個電池單元，我們對其化學成分進行了配比，我們生產(chǎn)什么樣的單體來滿足我們最終交付給客戶的東西，這邊是我們完整的解決方案，它可以基于我們定義好的客戶要求，我們單個客戶有什么要求自動生成我們的規(guī)格。這些單元按照特定的組合放在一起，集成了各種各樣的技術(shù)，比如說熱仿真、疲勞仿真技術(shù)。我們要求鋰電池有5000次的充放次數(shù)，怎么保證我們設(shè)計出來的產(chǎn)品它的質(zhì)量性能是最優(yōu)的呢，5000次的充放如果不借助我們仿真的技術(shù)手段，只靠舊的技術(shù)手段是無法完成的。我們要更多的引入虛擬世界的產(chǎn)品，就是我們數(shù)字化雙胞胎里邊虛擬設(shè)計的東西，把這些驗證，把我們電池行業(yè)電池本身設(shè)計時候的關(guān)鍵要素都在這樣的平臺內(nèi)不斷的驗證，最終能夠保證我們的設(shè)計產(chǎn)品是滿足客戶要求的。這個是完整的數(shù)字化雙胞胎概念在產(chǎn)品設(shè)計端產(chǎn)品層面的應(yīng)用，我本身不是來自電池行業(yè)，對電池這塊的了解不是那么深入，在剛才我介紹的過程中有一些概念或者是一些偏差，希望大家理解。
講完了產(chǎn)品的數(shù)字化雙胞胎，需要明確的是我們設(shè)計出來這樣的一個產(chǎn)品，我們用什么樣的工藝加工制造，裝機應(yīng)該怎么做，符合什么樣的工藝要求，這是生產(chǎn)數(shù)字化的雙胞胎為大家?guī)淼摹Ｉa(chǎn)數(shù)字化雙胞胎，借助西門子的系統(tǒng)可以在很早實現(xiàn)對整個車間的工藝流和物料流做一個完整的規(guī)劃。我們知道任何一個產(chǎn)品的加工完成都是是由若干個工藝組成的，我們怎么把前期建立的模型最終運用到工藝仿真方針里邊去，最大限度的提高我們的生產(chǎn)節(jié)拍。需要我們這兩個產(chǎn)品相互配合，在生產(chǎn)設(shè)計階段我們的模型可以在不同的應(yīng)用里邊用，剛才提到西門子的產(chǎn)品設(shè)計，產(chǎn)品設(shè)計本身我們更看重的是整個模型的作用，依托于我們的產(chǎn)品周期管理平臺跟它做交互存儲。做完了一個工藝之后，我們在這樣的工藝規(guī)劃之后，需要平臺一步一步的驗證，然后做仿真。前期OEM廠商提供了電池生產(chǎn)線的模型，我們可以根據(jù)參數(shù)進行復制，復制完了之后借助西門子自動化工具它會生成一些主要的PRC代碼。這些代碼會做什么呢？電池設(shè)計的人員會基于這個把工藝帶進來，然后它在這里邊加一些PLC相關(guān)的報警處理信息來完善整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，這樣最大程度的保證我的設(shè)計，我的工藝信息在上游得到傳遞，我交付這樣的一個產(chǎn)線到客戶手里的時候，最大限度運行的時候不會出什么問題，這就是我們的一個理念。
剛才提到PLC的程序，PLC有全集成自動化的產(chǎn)品——TRI，TRI不僅僅有我們的軟PLC，還是直接和我們的物理PLC連接的條件，PLC代碼的運行怎么監(jiān)控，質(zhì)量如何保證，我們借助模塊讓軟件和軟件互聯(lián)，形成軟件的閉環(huán)。虛擬的線級跟虛擬的PLC做一些活動，它可以監(jiān)測到最終驗證PLC經(jīng)過電機工程師加工的PLC的代碼是不是可靠的。同時我們的PRC在運行的時候把的PLC代碼真實的輸送給系統(tǒng)的物理PLC，物理PLC則會幫助自動化產(chǎn)線好起來。這個是從研發(fā)到交付的一條線，剛才講的包含了我們整個OEM的內(nèi)容，我做產(chǎn)線設(shè)計的時候需要哪些信息，信息輸入要什么樣的平臺，在數(shù)字化的平臺通過什么樣的信息流實現(xiàn)的。包含我們的單機設(shè)備，我們整條線的調(diào)試。通過完善的產(chǎn)品線設(shè)計，最大限度的降低了現(xiàn)場的調(diào)試人員工作量，讓客戶拿到設(shè)備的時候就盡可能的投產(chǎn)運營，進而給電池生產(chǎn)廠商帶來實際的收益，這是西門子最終的一個目標。
生產(chǎn)電池的工單傳送到我的制造現(xiàn)場，那我的MES是怎么做呢，這里邊是一個案例，關(guān)于工藝信息。剛才提到產(chǎn)品生命周期管理平臺，做完了的工藝規(guī)劃，這個工藝規(guī)劃產(chǎn)生了檢測參數(shù)，電池的各種線上檢驗的信息會隨著工藝設(shè)計同步給我們的MES，MES在執(zhí)行的過程中基于一些自動化檢測的前提把這些信息抓取到，最終給我們的過單的產(chǎn)品和過單的信息做一個反饋，這樣我整個產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所有的數(shù)據(jù)采集都可以實現(xiàn)，并且得到驗證，這樣不管是單元生產(chǎn)、模塊生產(chǎn)，質(zhì)量都會得到有效的控制。這是西門子數(shù)字化雙胞胎在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的應(yīng)用，其中包含了OEM廠商設(shè)備類的。
接下來談?wù)勎鏖T子數(shù)字化雙胞胎在云平臺的應(yīng)用，西門子有自己的云平臺，我們的云平臺是開放互聯(lián)的云生態(tài)系統(tǒng)，我們數(shù)據(jù)采集的信息包含了產(chǎn)品生產(chǎn)過程中質(zhì)量的信息，所有的信息都可以搜集起來，采集起來，海量的數(shù)據(jù)我們做一些分析上傳到我們的云平臺，云平臺會結(jié)合每個端頁，如果是跟車床數(shù)控相關(guān)的我們有數(shù)控的專家，我們會基于這些數(shù)據(jù)開發(fā)一些APP，APP會分析整個生產(chǎn)現(xiàn)狀和設(shè)備本身的性能參數(shù)，基于這些性能參數(shù)做一些預測性的分析。還有我們的單機設(shè)備，這是真實的案例，這里邊融入了大量的西門子工廠自動化的技術(shù)，比如說我們的通訊，PLC的產(chǎn)品等等，這些東西在一個單機設(shè)備里邊被重復的應(yīng)用，幫助客戶達到想要的工藝。西門子從設(shè)備提供商轉(zhuǎn)變?yōu)檎w方案供應(yīng)商，我們能夠提供的不僅僅是PLC的產(chǎn)品，而是包含了整個從PRM到MES到現(xiàn)場自動化評測的方案。
剛才有領(lǐng)導提到能源管理，電池要用到儲能上，西門子可以安排儲能工藝的設(shè)計，我們可以監(jiān)控整個車間能源消耗的情況，基于能源消耗的波峰波谷信息來安排工藝，在波谷的位置安排一些儲能，在我能源價格最低的時候把這些工藝安排到，最大程度的降低整個企業(yè)在這方面的投入。我們的知識都在云平臺上存儲，設(shè)備運行狀態(tài)執(zhí)行情況這些信息都會同步到我的云平臺，云平臺基于企業(yè)的運行數(shù)據(jù)，車間的運行現(xiàn)狀來幫助各個階層的管理人員去支撐他們做決策，包括我們的工程師去做設(shè)備的檢修等等，數(shù)據(jù)給企業(yè)帶來的價值，西門子的平臺可以承擔起這樣的作用。數(shù)字化的套件在產(chǎn)品數(shù)字化的設(shè)計、數(shù)字化生產(chǎn)和數(shù)字化性能三個大領(lǐng)域里不是簡單的堆砌，我們希望它用數(shù)據(jù)，用生產(chǎn)現(xiàn)場來指導我們完成生產(chǎn)，比如說我們真實生產(chǎn)過程中希望遇到的問題反饋到工藝，是不是設(shè)備的原因?qū)е氯毕荩€是缺陷在產(chǎn)品設(shè)計的時候就已經(jīng)埋下了，我們?nèi)プ犯菰窗盐覀兊漠a(chǎn)品做到最棒，去優(yōu)化整個產(chǎn)品。這是閉環(huán)制造，閉環(huán)的依據(jù)是什么，沒有這些數(shù)據(jù)支撐，沒有信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通我們怎么去做這樣的一個閉環(huán)制造。當然我們最終的目的還是要不斷的去把我們產(chǎn)品的競爭力提高，把我們產(chǎn)品性能提高，把客戶的滿意度提高。
我們看相對比較完整結(jié)合能源管理的應(yīng)用，我們的PRM，我們的MES，這樣的數(shù)字化企業(yè)套件，結(jié)合能源管理把整個工廠推向了一個新的高度，這是西門子能夠在這樣的一些領(lǐng)域，不管是我們的OEM廠商還是我們的電池生產(chǎn)廠商能夠給他們帶來一些新的思路。
接下來就是一個簡單的分享，包括三星，包括我們德國的設(shè)備供應(yīng)商，包含了設(shè)備研發(fā)方面的電池行業(yè)，以及我們設(shè)備供應(yīng)商，我們希望我們把整個電池行業(yè)相關(guān)的社會供應(yīng)商聯(lián)系起來，把整個行業(yè)做成信息互聯(lián)的大平臺。如果把我們的一個產(chǎn)品推給我們的OEM，它帶來的價值有多大呢，我們在這樣的平臺以全新的解決方案進行充分的融合，把各個環(huán)節(jié)的等待時間、設(shè)計研發(fā)時間降到最低，這樣才能夠保證我們的企業(yè)擁有最大的競爭力。
針對整個產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)規(guī)劃和制造執(zhí)行服務(wù)，西門子在整個增值環(huán)節(jié)里邊提供了完整的解決方案。我個人來自數(shù)字化工廠能力中心，我們對外也做一些相關(guān)的智能制造的咨詢業(yè)務(wù)，我們面向的主要內(nèi)容是剛才提到的產(chǎn)品生命周期以及我們的制造執(zhí)行和TRI，這樣的一些領(lǐng)域做一些智能制造相關(guān)的規(guī)劃。坦白來講，這個是面向IT和OT兩化融合這方面相關(guān)的東西多一些。我們整合了所有的東西，最終我們的目的還是這四點：我們希望把我們的產(chǎn)品研發(fā)周期降到最短；讓我們產(chǎn)品上市時間做到最短；我們希望我們整個的生產(chǎn)柔性更強，我們的生產(chǎn)制造，比如說明天大家會參觀我們的成都工廠，大家會了解到我們單個一條PLC的產(chǎn)線可以涵蓋到一個系列所有的模塊（60到90的模塊我的柔性制造），我們實現(xiàn)了柔性制造的創(chuàng)舉，意味著你不用重復投資一條一條的產(chǎn)線滿足客戶多樣化的需求，這個是西門子給客戶帶來的價值。客戶的要求越來越高，品質(zhì)提高、客戶滿意度提高是保持企業(yè)訂單源源不斷的前提。我們的品質(zhì)柔性，對我們的效率，把我們的客戶交互做到最大，客訴降低，維持客戶企業(yè)的競爭力，我們的解決方案都是圍繞這四個目的做的。
這是我今天我給大家分享的全部內(nèi)容，希望明天大家在成都廠參觀的時候有很好的體驗，謝謝大家！
（根據(jù)嘉賓演講整理，未經(jīng)本人審閱）
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