西門子時海洋：正當時，西門子數字化工廠解決方案
圖為西門子數字化工廠項目高級顧問時海洋發表主題演講
6月24日下午，由中國化學與物理行業協會動力電池應用分會、電池中國網聯合主辦，愛發科東方真空（成都）有限公司重點支持的“Li+學社·成就鋰享 智信未來（2018）電池技術沙龍第四期：智能未來——解密動力電池數字化內核”在四川省成都市舉辦。西門子數字化工廠項目高級顧問時海洋在沙龍上發表了題為《正當時，西門子數字化工廠解決方案》的演講。以下是演講內容。
西門子數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工作過5年的地方，去年我從工廠出來，在我們的數字化能力中心對外做數字化咨詢的服務，在講之前有一個簡短的視頻給大家分享一下。比較流行的數字化雙胞胎概念大家應該都比較熟悉，我們西門子數字化的解決方案從產品設計數字化雙胞胎，產品生產數字化雙胞胎和產品性能數字化雙胞胎三個方面入手并進行展開，方案包括研發、生產制造等。我們在座很多的OEM廠商也了解我們設備制造的時候應以怎樣更快捷的方式交付給客戶，從客戶的需求到產品線下用什么樣的方式管理。這是（PPT）我們數字化企業的套件，包含了從研發到生產工程、生產規劃、制造執行以及服務，貫徹到整個產品生命價值的解決方案。我們一直在講數字化，不管是美國的智能制造，德國的工業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字化，數字化改變了所有的事情。我們從一些內容里邊可以看到，我們數據會給各種類型的企業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，現階段走在前列的互聯網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；傳統的磁帶、CD，過往的影像產品越來越多的被流媒體的應用取代；企業黃頁被B2B取代、出租車被網約車取代。互聯網在改變一個時代，互聯網+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在整個數字化企業里的典型應用。我們知道，來自電池制造企業以及我們的OEM，面臨的挑戰是這樣的，客戶希望我們的產品更快的上市，我們對自己的要求也是這樣的。我們希望我們的生產能力、生產線、生產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品的品質，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務模式。新的業務模式強調安全，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字化企業的全業態之中。我們剛才提到從需求到產品下線，到產品整個生命周期西門子是怎么做的，我們有產品設計，有生產規劃、生產工程、制造執行服務，西門子借助數字化雙方的技術，將所有的領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品的設計，到下線的全過程機芯設計、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，我們的設計平臺、仿真平臺、設計仿真一體化平臺幫助企業完成這樣的產品設計和驗證。
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，比如說熱仿真、疲勞仿真技術。我們要求鋰電池有5000次的充放次數，怎么保證我們設計出來的產品它的質量性能是最優的呢，5000次的充放如果不借助我們仿真的技術手段，只靠舊的技術手段是無法完成的。我們要更多的引入虛擬世界的產品，就是我們數字化雙胞胎里邊虛擬設計的東西，把這些驗證，把我們電池行業電池本身設計時候的關鍵要素都在這樣的平臺內不斷的驗證，最終能夠保證我們的設計產品是滿足客戶要求的。這個是完整的數字化雙胞胎概念在產品設計端產品層面的應用，我本身不是來自電池行業，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。
講完了產品的數字化雙胞胎，需要明確的是我們設計出來這樣的一個產品，我們用什么樣的工藝加工制造，裝機應該怎么做，符合什么樣的工藝要求，這是生產數字化的雙胞胎為大家帶來的。生產數字化雙胞胎，借助西門子的系統可以在很早實現對整個車間的工藝流和物料流做一個完整的規劃。我們知道任何一個產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節拍。需要我們這兩個產品相互配合，在生產設計階段我們的模型可以在不同的應用里邊用，剛才提到西門子的產品設計，產品設計本身我們更看重的是整個模型的作用，依托于我們的產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線的模型，我們可以根據參數進行復制，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相關的報警處理信息來完善整個系統的運轉，這樣最大程度的保證我的設計，我的工藝信息在上游得到傳遞，我交付這樣的一個產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代碼的運行怎么監控，質量如何保證，我們借助模塊讓軟件和軟件互聯，形成軟件的閉環。虛擬的線級跟虛擬的PLC做一些活動，它可以監測到最終驗證PLC經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的物理PLC，物理PLC則會幫助自動化產線好起來。這個是從研發到交付的一條線，剛才講的包含了我們整個OEM的內容，我做產線設計的時候需要哪些信息，信息輸入要什么樣的平臺，在數字化的平臺通過什么樣的信息流實現的。包含我們的單機設備，我們整條線的調試。通過完善的產品線設計，最大限度的降低了現場的調試人員工作量，讓客戶拿到設備的時候就盡可能的投產運營，進而給電池生產廠商帶來實際的收益，這是西門子最終的一個目標。
生產電池的工單傳送到我的制造現場，那我的MES是怎么做呢，這里邊是一個案例，關于工藝信息。剛才提到產品生命周期管理平臺，做完了的工藝規劃，這個工藝規劃產生了檢測參數，電池的各種線上檢驗的信息會隨著工藝設計同步給我們的MES，MES在執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品和過單的信息做一個反饋，這樣我整個產品生產過程中所有的數據采集都可以實現，并且得到驗證，這樣不管是單元生產、模塊生產，質量都會得到有效的控制。這是西門子數字化雙胞胎在生產制造領域的應用，其中包含了OEM廠商設備類的。
接下來談談西門子數字化雙胞胎在云平臺的應用，西門子有自己的云平臺，我們的云平臺是開放互聯的云生態系統，我們數據采集的信息包含了產品生產過程中質量的信息，所有的信息都可以搜集起來，采集起來，海量的數據我們做一些分析上傳到我們的云平臺，云平臺會結合每個端頁，如果是跟車床數控相關的我們有數控的專家，我們會基于這些數據開發一些APP，APP會分析整個生產現狀和設備本身的性能參數，基于這些性能參數做一些預測性的分析。還有我們的單機設備，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，比如說我們的通訊，PLC的產品等等，這些東西在一個單機設備里邊被重復的應用，幫助客戶達到想要的工藝。西門子從設備提供商轉變為整體方案供應商，我們能夠提供的不僅僅是PLC的產品，而是包含了整個從PRM到MES到現場自動化評測的方案。
剛才有領導提到能源管理，電池要用到儲能上，西門子可以安排儲能工藝的設計，我們可以監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在這方面的投入。我們的知識都在云平臺上存儲，設備運行狀態執行情況這些信息都會同步到我的云平臺，云平臺基于企業的運行數據，車間的運行現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備的檢修等等，數據給企業帶來的價值，西門子的平臺可以承擔起這樣的作用。數字化的套件在產品數字化的設計、數字化生產和數字化性能三個大領域里不是簡單的堆砌，我們希望它用數據，用生產現場來指導我們完成生產，比如說我們真實生產過程中希望遇到的問題反饋到工藝，是不是設備的原因導致缺陷，還是缺陷在產品設計的時候就已經埋下了，我們去追根溯源把我們的產品做到最棒，去優化整個產品。這是閉環制造，閉環的依據是什么，沒有這些數據支撐，沒有信息系統的互聯互通我們怎么去做這樣的一個閉環制造。當然我們最終的目的還是要不斷的去把我們產品的競爭力提高，把我們產品性能提高，把客戶的滿意度提高。
我們看相對比較完整結合能源管理的應用，我們的PRM，我們的MES，這樣的數字化企業套件，結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域，不管是我們的OEM廠商還是我們的電池生產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，包括我們德國的設備供應商，包含了設備研發方面的電池行業，以及我們設備供應商，我們希望我們把整個電池行業相關的社會供應商聯系起來，把整個行業做成信息互聯的大平臺。如果把我們的一個產品推給我們的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，把各個環節的等待時間、設計研發時間降到最低，這樣才能夠保證我們的企業擁有最大的競爭力。
針對整個產品設計、生產工程、生產規劃和制造執行服務，西門子在整個增值環節里邊提供了完整的解決方案。我個人來自數字化工廠能力中心，我們對外也做一些相關的智能制造的咨詢業務，我們面向的主要內容是剛才提到的產品生命周期以及我們的制造執行和TRI，這樣的一些領域做一些智能制造相關的規劃。坦白來講，這個是面向IT和OT兩化融合這方面相關的東西多一些。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品研發周期降到最短；讓我們產品上市時間做到最短；我們希望我們整個的生產柔性更強，我們的生產制造，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），我們實現了柔性制造的創舉，意味著你不用重復投資一條一條的產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?？蛻舻囊笤絹碓礁?，品質提高、客戶滿意度提高是保持企業訂單源源不斷的前提。我們的品質柔性，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！
（根據嘉賓演講整理，未經本人審閱）
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