西门子大连工厂：通讯与IT
- 2015/5/3 14:17:08 5309
- 来源：CEC
西门子大连（SSCL）工厂成立于2006年、建筑面积约1.5万平方米的工厂，主要业务是生产制造工业过程仪器仪表，如流量计、压力变送器、物位传感器、动态称重产品等，这些产品广泛应用于油气、化工、电力、钢铁、医药等关乎国计民生的重要领域。不难发现，西门子大连工厂之所以能够成为接近西门子“制造业的未来”愿景，与这家工厂在多个维度上的特点和需求密不可分。
首先，西门子大连工厂所生产的工业过程仪器仪表，是一类兼具高精度、高可靠性、高质量等特点的产品。作为如此高要求产品的生产基地，对于在生产、物流、质量控制等各个方面管控水平的提高，无疑具有非常现实的需求。
其次，西门子大连工厂无论在设备、技术的先进性上，还是在人员团队上，管理模式和操作模式都代表了西门子在中国地区的高水平之一。例如，到目前为止，西门子大口径直径达3米的流量计标定现场就在这家工厂，其水准可见一斑。这样的基础，也为工厂实现“数字化工厂”创造出了良好的条件。
当然，大连工厂迫切走向升级的根本推动力，终还是来源于市场需求的转变。随着市场需求的不断发展，过程仪器仪表这类产品在型号上越来越细化，要求在生产上满足定制化、快速反应、订单拉动式的生产模式。
西门子大连工厂总经理高兴宁（Grosch Christian）谈到：“由于仪表的定制化需求特点非常明显，大连工厂产品线经过各种配置的组合变化，提供的全部产品配置可高达8400万种，如此可观的产品细分差异，即使大连工厂已经运转多年，仍然没有把所有的产品序列全部生产过。而且在如此庞大的产品序列选项基础上，每年仍会产生很多新的需求，这对于工厂的各个环节都会提出挑战。”
在这种趋势下，大连工厂也迫切需要在生产人员编制、现有资源不变的情况下，实现生产的柔性化和产能的倍增。由此，这家勇于成为产业升级工厂，正式拉开了以通讯与IT为途径提升全厂价值的序幕。
多种通讯方式的交织共赢
我们常说，工业通讯是贯穿于现代工厂各个环节的“神经系统”。随着当今工业生产过程中的数据信息越来越多，工业通讯的稳定性和灵活性就变得越发重要。西门子过程自动化与驱动集团工业通讯业务总经理钱晓伦指出：“可以说，一家企业要想实现‘工业4.0’，就要首先实现“数字化制造”，要首先实现‘工业通讯4.0’。工业通讯体系的升级，是整个企业实现整体优化升级的先决条件和基础。”
对于西门子大连工厂而言，要想实现“工业4.0”的远期目标，实现“数字化制造”是核心的步骤。打造一套的工业通讯架构也成为了其升级的一个重要途径。西门子功能灵活、性能稳定可靠的SIMATIC工业识别技术（RFID），覆盖全厂的SCALANCE工业无线网络和高可靠、高稳定的SCALANCE工业有线网络，无疑成为了大连工厂“工业通讯4.0”体系中大的三个亮点。
首先，SIMATICRFID系统的采用，大大改善了生产信息和物流信息追溯的状况，有力实现了信息流与物质流的实时同步。据了解，当前大连工厂应用的SIMATICRFID系统，可以对产品及其组件的全部在厂环节进行各项信息的追踪，贯穿全部20多个工序。形象一点地说，产品在大连工厂途经的任何一个环节中，其各项“身份”、“履历”、“生涯规划”等档案信息将会藉由SIMATICRFID系统一路紧紧跟随在其左右。
对此，高兴宁指出，仪器仪表产品的生产工艺非常复杂，包括高温，高腐蚀的工艺环节，需要不受到这些因素影响的、可耐受极其恶劣工业环境条件的SIMATICRFID系统来实现信息的追溯，而纸质的条码是无法经过这些工艺考验的。而且SIMATICRFID标签可以按批次的循环使用，是一种既方便又经济的选择。他谈到：“SIMATICRFID的使用，一开始是先广泛应用在技术条件高的汽车制造业里，今天我们从汽车制造业借鉴这种有价值的技术，将其用于仪表生产中，也正是考虑到了仪表产品生产中在精密、多样性、定制化和可追溯等方面的现实需求。”
负责工厂制造的经理智新标也谈到：“传统信息追踪采用的纸质单据，需要操作人员不断地记录、核对，不仅可能出现错误，而且一旦发生修改，很容易导致延迟甚至信息不对称。而依靠SIMATICRFID这种工业识别技术，其数据源是统一的，无论是工序的传递还是信息的修改都是在系统内自动完成的，不会出现任何错误。这种数据源统一的思想，也是智能工厂理念的一个重要体现。”当然，据了解，在SSCL大连工厂中，并非所有的仪表生产线都采用了SIMATICRFID技术实现产品生产过程信息可追溯，条码识别、及个别环节的纸质单据仍然存在。对于这个细节，智新标道出的理由令人颇受启发，他说工厂采用SIMATICRFID是因为它的作用明显，又不受工艺制约。而且有些外协的工艺，进度、状态追溯起来非常方便。但如果考虑到性价比，在一些产品工艺上，条码的作用目前还是可以应付的。长期在生产一线负责的智新标，能从生产需求的实际出发，并不一味地追求先进技术应用，而是按需推进技术升级。这是非常值得国内工厂借鉴的务实的经验。
而SCALANCE工业无线网络的广泛应用，同样是西门子大连工厂的一个亮点。据了解，通过广泛采用“AC 瘦AP”模式（即由SCALANCE无线局域网控制器对若干SCALANCE无线接入点进行控制、管理、配置的模式）的无线组网方式，大连工厂实现了全厂无线网络的覆盖，并使SIMATICRFID系统的信息得以实时接入工厂网络。在这种模式下，SCALANCE无线局域网控制器不仅可以自动检测和调整各个SCALANCE无线接入点的负载量，实现其负载均衡；同时还可以根据周围的无线干扰情况，自动调整SCALANCE无线接入点使用的信道，使其免于受到干扰。以上这些智能化无线组网的功能特点，都保证了整个网络的健壮性和可靠性。
西门子大连工厂IT部门负责人孙海燕谈到：“今后，工厂里会越来越多地出现移动办公的趋势，人们不再长期坐在固定的办公桌前工作，而是随时会深入到生产车间现场，或是不时移动到各个会议室里。而在这些条件下，都需要能够随时随地联网办公，我们必须为这样的需求做好准备。”所以在大连工厂，一个无处不在的SCALANCE工业无线网络系统得以搭建起来，不管员工身处办公环境还是生产环境，都不会感到任何的信息屏蔽和阻碍，达到了系统资源大的优化整合，也实现了信息的大化共享。
在完全依靠有线网络连接的情况下，任何生产环节和设备的调整、任何布局的优化都可能面临重新布线，同时还存在较多的线缆损耗、线缆维护的问题，无形中带来了很高的成本。而采用无线覆盖后，任何生产布局的优化和调整都不再带来改变网络硬件设施的问题，换到任何位置都能够保持无线网络连接的畅通无阻。用孙海燕的话说：“无线网络架构经过一次初始投资之后，几乎是一劳永逸，它节省的是今后长期的、难以估量的改造和维护成本。”
IT：点石成金的妙手
随着时间的推移，大连工厂生产的产品种类越来越多，每套产品都会有自己不同的应用，在这种情况下ERP、PLM、MES等系统也陆续投入使用。这就使得大连工厂的IT部门必须要开始考虑，在各种系统应用的复杂环境中，怎么提供一个更稳定更的IT应用平台。而且随着客户的要求越来越高，越来越细化，IT部门也开始更多地投入到业务流程的优化上。
孙海燕谈到：“现在，我们的职责是审视各种业务应用，找到哪些地方可以改进，哪些地方可以更加智能化，减少不必要的手工工作。俗话说‘没有好，只有更好’，这种持续改善的过程几乎是没有尽头的。”
谈到当前业界关注的智能化生产，孙海燕认为，智能化的生产单纯依靠IT部门或单纯依靠生产制造部门都是难以实现的，必须要将两者结合起来。她指出，生产部门通常会更多地从生产控制、生产过程的角度去着手，而IT部门则会帮助他们做一些软件上的优化，并充分利用网络与通讯的力量来挖掘信息带来的潜力。即便生产部门有再高精尖的制造设备，如果脱离了网络平台和通讯平台，也是运转不起来的。尤其是现在的智能化生产，很多时候是依靠信息的高速传输来实现的，从投入生产到生产制造的每一个工序，每一个步骤，这些都要做一个信息流的控制。
比如，对PLM的应用，就是大连工厂业务协作流程中非常重要的一环。据孙海燕介绍，PLM是从整个产品生命周期的角度进行管理，从初形成市场意向的时候就要开始使用PLM系统，接下来一路从市场分析、市场调查，到产品的研发、图纸的设计，再到投入生产，一直到产品生命周期的完结，都离不开PLM系统。
这些信息化系统能否发挥大的作用，关键的因素还是使用系统的人。各部门的员工是不是有足够的经验去把控这个系统的一些应用，是不是能发掘系统的潜力，往往在很大程度上决定了系统实际的应用效果。对此，孙海燕深有感触：“比如开始，员工对系统的了解只是停留在操作层面，但随着经验的不断丰富，他会开始关注在他的流程里有没有一些可以优化的地方，或者是否需要对不合理的地方进行改进。逐渐地，他们还会主动运用数据挖掘、数据分析系统和报告系统，对管理工作起到更好的支持作用。”为了满足各个部门系统使用者这种越来越高的需求，IT部门也会竭尽全力为他们提供支持，比如在挖掘系统原有功能的基础上，也会自己做一些开发。
让孙海燕感到欣慰的是，经过多年的配合，大连工厂的生产部门和IT部门的配合越来越紧密，也形成了一些行之有效的合作机制，让价值的提升越来越流畅。孙海燕谈到：“如果IT部门单打独斗，可发挥的价值并不大，IT必须和业务部门紧密结合，价值才会成倍地体现出来。而且，不仅每个部门的流程可以得到优化，多个业务部门之间协同工作的流程也具有很大的优化潜力，我们IT部门必须要把这种‘催化剂’的作用不断地体现出来，实现持续的改善。”
高兴宁有一番话，恰恰为精辟地指出了工业通讯和IT信息化技术在未来的无穷潜力，这不仅仅是对于西门子大连工厂而言，更是对于整个产业中每一个希望提升竞争力的企业而言的。
他说：“企业要实现‘工业4.0’必须要‘两条腿走路’，一条腿是实体世界中的自动化，另一条腿则是虚拟化世界的信息化。而首先要构建先进的网络硬件环境，建立统一的语言系统，并不断发展下一代智能化的应用，这样才能真正实现实体世界和虚拟化世界的无缝互联，包括设计到生产的互联、移动设备的互联、机器与机器的互联和物联网应用，为‘工业4.0’愿景的真正实现打造出坚实的平台。”
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